Question

（本題16分）無水AlCl₃可用作有機合成的催化劑、食品膨松劑等。工業制備無水AlCl₃的流程如下：

（1）氯化爐中通入O₂的目的是                                    _________。
（2）氯化爐中Al₂O₃、C1₂和C反應的化學方程式是____________________________。
（3）氯化爐中導出的氣體，通常用亞硫酸鈉溶液來吸收，請寫出用Na₂SO₃溶液處理尾氣時發生反應的離子方程式___________________________________________________。
（4）在升華器中加入鋁粉的目的是_________________________________________。
（5）用氯化鋁晶體（AlCl₃·6H₂O）在HCl氣中加熱也能進行無水氯化鋁的制備。但若實驗條件控制不當，最終得到的物質是堿式氯化鋁[化學式為Al₂(OH)_nCl_(6-n)]，且質量是原氯化鋁晶體（AlCl₃·6H₂O）的40%，則可推算n的值為                。
（6）鍍鋁電解池中，金屬鋁為陽極，熔融鹽電鍍液中鋁元素主要以AlCl₄^－形式存在，則陽極的電極反應式為___________________________________。

Answer 1

（1）與C反應，提供反應所需的熱量 （2分）
（2）Al₂O₃+3Cl₂+3C = 2AlCl₃+3CO （800 ℃）（3分）
（3）SO₃^2-+Cl₂+H₂O=SO₄^2-+2H⁺+2Cl^-  （3分） 
（4）將FeCl₃雜質還原成Fe除去 （2分）
（5）4 （3分）
（6）Al-3e^-＋4Cl^-= AlCl₄^-（3分）

解析試題分析：工藝流程題要弄清原料及成分、所要制備的產品，給出的已知條件也是常設問題的地方要十分注意。
（1）通入氧氣的目的，通氧氣后出來的產物就可以知道是和碳反應，除此以外就是反應放熱為其它反應提供能量。
（2）根據箭頭的指向，C被還原成CO，氯氣被還原成AlCl₃，所以C+Al₂O₃+Cl₂→CO+AlCl₃
然后再利用氧化還原反應的配平方法進行配平。
（3）利用的是亞硫酸鈉的還原性，氯氣的氧化性，在溶液中亞硫酸根被氧化后生成硫酸根離子，氯氣單質被還原后則是氯離子，寫方程式時可以先寫SO₂+ Cl₂→2Cl^—+SO₄^2—再根據電原子守恒和電荷守恒，在邊補上水，右邊補上氫離子，配平就可以了。
（4）由“升華器”處可知，要將鐵元素除去，結合題意可知將FeCl₃雜質還原成Fe除去。
（5）由2（AlCl₃·6H₂O）轉化成Al₂(OH)_nCl_(6-n)可知，
2×（27+35.5×3+6×18）×40%=27×2+17n+35.5×(6-n),求得n=4
（6）先寫Al-3e- →AlCl₄^－,根椐原子守恒和電荷守恒補齊就行。
考點：氧化還原反應、離子反應方程式書寫、電化學、與守恒法有關的計算。