Question

【題目】無水AlCl3易升華，可用作有機合成的催化劑等，工業上由鋁土礦（主要成分是Al2O3和Fe2O3 ， 還含有少量的SiO2 ）和石油焦（主要成分是C）為原料制備無水AlCl3：2Al2O3+6Cl2═4AlCl3+3O2
回答以下問題：
（1）加入焦炭后的化學反應可表示為Al2O3+C+Cl2 AlCl3+X↑，設計實驗確定氣體X的成分： ．
（2）在提純AlCl3粗產品時，需加入少量鋁粉，可使熔點較低的FeCl3轉化為熔點較高的FeCl2 ， 從而避免在AlCl3中混入鐵的氯化物．該反應的化學方程式為 ．
（3）為測定制得的無水AlCl3產品（含FeCl3雜質）的純度，稱取16.25g無水AlCl3樣品，溶于過量的NaOH溶液，過濾出沉淀物，沉淀物經洗滌、灼燒、冷卻、稱重，殘留固體質量為0.32g．
①過程涉及的離子方程式、 ．
②AlCl3產品的純度為 ．

Answer 1

【答案】
（1）氣體X可能為CO、CO2或兩者的混合物，將生成氣體依次通過澄清石灰水、灼熱的CuO粉末，如溶液變渾濁，則X中存在CO2 ， 如黑色CuO粉末變成紅色粉末，則X中存在CO
（2）Al+3FeCl3 AlCl3+3FeCl2
（3）Fe3++3OH﹣═Fe（OH）3↓；Al3++4OH﹣═AlO2﹣+2H2O；96%
【解析】解：（1.）從Al2O3+C+Cl2 AlCl3+X↑可以看出X為CO、CO2或兩者的混合物，確定氣體X的成分，就是檢驗CO、CO2的存在，檢驗方法為：氣體X可能為CO、CO2或兩者的混合物，將生成氣體依次通過澄清石灰水、灼熱的CuO粉末，如溶液變渾濁，則X中存在CO2 ， 如黑色CuO粉末變成紅色粉末，則X中存在CO，
所以答案是：氣體X可能為CO、CO2或兩者的混合物，將生成氣體依次通過澄清石灰水、灼熱的CuO粉末，如溶液變渾濁，則X中存在CO2 ， 如黑色CuO粉末變成紅色粉末，則X中存在CO；
（2.）鋁將氯化鐵還原為氯化亞鐵，反應的化學方程式為：Al+3FeCl3 AlCl3+3FeCl2 ， 所以答案是：Al+3FeCl3 AlCl3+3FeCl2；
（3.）①該制取過程中涉及的離子方程式有AlCl3與過量的NaOH溶液的反應和FeCl3與NaOH溶液的反應，反應的離子方程式為：Fe3++3OH﹣═Fe（OH）3↓；Al3++4OH﹣═AlO2﹣+2H2O，
所以答案是：Fe3++3OH﹣═Fe（OH）3↓；Al3++4OH﹣═AlO2﹣+2H2O；
②0.32 g殘留固體質量是Fe2O3 ， 則鐵離子的物質的量為：n（Fe3+）=0.004 mol，氯化鐵的質量為：m（FeCl3）=162.5g/mol×0.004mol=0.65 g，混合物中氯化鋁的質量為：m（AlCl3）=16.25g﹣0.65g=15.6 g，所以AlCl3產品的純度為： ×100%=96%，
所以答案是：96%．