Question

【題目】無水AlCl3易升華，可用作有機合成的催化劑等。工業上以鋁土礦(Al2O3、Fe2O3)為原料制備無水AlCl3的工藝流程如下：

（1） 氯化爐中Al2O3、Cl2和C反應的化學方程式為____________________。

（2）用Na2SO3溶液可除去冷卻器排出的尾氣中的Cl2，此反應的離子方程式為__________。

（3）升華器中主要含有AlCl3和FeCl3，需加入少量Al，其作用是________。

（4）為測定制得的無水AlCl3產品(含雜質FeCl3)的純度，稱取16.25 g無水AlCl3樣品，溶于過量的NaOH溶液中，過濾出沉淀物，沉淀物經洗滌、灼燒、冷卻、稱重，得其質量為0.32 g。

① 寫出上述除雜過程中涉及的離子方程式___________、____________。

② AlCl3產品的純度為________。

Answer 1

【答案】A12O3+3C12+3C A1C13+3COSO32-+C12+H2O═SO42-+2C1-+2H+；除去FeCl3；Fe3++3OH-=Fe(OH)3↓Al3++4OH-=[Al(OH)4]-96%；

【解析】

(1)根據制備AlCl3的工藝流程可知，由冷卻器出來的氣體有CO和Cl2，CO是氯化爐中的生成物，且Cl2是過量的，氯化爐中發生反應的化學方程式為Al2O3＋3Cl2＋3C2AlCl3＋3CO；綜上所述，本題答案是：A12O3+3C12+3C A1C13+3CO。

(2) Na2SO3 與Cl2發生氧化還原反應，Na2SO3作還原劑被氧化為Na2SO4，Cl2作氧化劑，此反應的離子方程式為：SO32-+C12+H2O═SO42-+2C1-+2H+；綜上所述，本題答案是：SO32-+C12+H2O═SO42-+2C1-+2H+。

（3）升華器中主要含有AlCl3和FeCl3，需加入少量Al，鋁具有還原性，其作用是除去雜質FeCl3；綜上所述，本題答案是：除去FeCl3。

（4）①無水AlCl3產品(含雜質FeCl3)溶于過量NaOH溶液涉及到的離子方程式為Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓，Al3＋＋4OH－===AlO2-＋2H2O或Al3++4OH-=[Al(OH)4]-；因此本題答案是：Fe3++3OH-=Fe(OH)3↓；Al3++4OH-=[Al(OH)4]-。

②沉淀物經洗滌、灼燒、冷卻、稱量得到的0.32 g固體是氧化鐵，n(Fe2O3)＝0.32/160＝0.002 mol，則n(FeCl3)＝0.002 mol×2＝0.004 mol，m(FeCl3)＝0.004 mol×162.5 g/mol＝0.65 g，則AlCl3的質量為16.25 g－0.65 g＝15.6 g，AlCl3的純度為15.6/16.25×100%＝96%；綜上所述，本題答案是：96%。