Question

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)Cl^－的電子式為 ________。Al在元素周期表最中的位置是________。
(2)生產中加入石油焦，其目的是_____________________________________。
(3)加入焦炭后的化學反應可表示為Al₂O₃＋C＋Cl₂AlCl₃＋X↑，設計實驗確定氣體X的成分：
____________________________________________________________。
(4)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  _____________________________________________________________。
(5)為測定制得的無水AlCl₃產品(含FeCl₃雜質)的純度，稱取16.25 g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0.32 g。
①過程涉及的離子方程式__________________________、___________。
②AlCl₃產品的純度為__________________________________。
(6)以鋁土礦為原料可以通過以下途徑提純氧化鋁

①寫出濾液甲中溶質的化學式______________________________。
②寫出濾液乙中加入過量氨水得到Al(OH)₃的離子方程式__________________。

Answer 1

(1)  　第三周期第IIIA族
(2)碳與O₂反應，有利于反應正向進行
(3)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。                            
(4)Al ＋ 3FeCl₃AlCl₃＋ 3FeCl₂
(5)①Fe^3＋＋3OH^－===Fe(OH)₃↓
Al^3＋＋4OH^－===＋2H₂O
②96%
(6)①NaAlO₂、Na₂SiO₃、NaOH
②Al^3＋＋3NH₃·H₂O ===Al(OH)₃↓＋3

(1)在寫陰離子的電子式時注意不要忘記寫中括號和中括號外的電荷符號。
(2)從生產無水AlCl₃的化學方程式看，該反應為可逆反應，加入石油焦后，碳與O₂反應，使可逆反應轉化為不可逆反應，有利于反應正向進行。
(3)從Al₂O₃＋C＋Cl₂AlCl₃＋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
(4)Al 將FeCl₃還原為FeCl₂
(5)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，0.32 g殘留固體質量是Fe₂O_3,  則n(Fe^3＋) ＝ 0.004 mol，m(FeCl₃)＝0.65 g ，m(AlCl₃)＝15.6 g, AlCl₃產品的純度為15.6 g /16.25 g ＝ 0.96
(6)過量NaOH溶液可以和鋁土礦中的Al₂O₃和SiO₂反應，不與Fe₂O₃反應