Question

【題目】工業(yè)上用鋁土礦（主要成分為Al2O3，含有Fe2O3、SiO2等雜質(zhì)）制取無水氯化鋁的一種工藝流程示意如下：

已知：

物質(zhì)	SiCl4	AlCl3	FeCl3	FeCl2	NaCl
沸點/℃	57.6	180（升華）	300（升華）	1023	801

回答下列問題：

（1）高溫反應(yīng)前，常在800℃焙燒鋁土礦，使固體中水分揮發(fā)、氣孔數(shù)目增多，其作用是 ___（只要求寫出一種）。

（2）高溫反應(yīng)后，鋁土礦中的氧化物均轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄳?yīng)的氯化物，由Al2O3、C和Cl2反應(yīng)生成AlCl3的化學方程式為 。

（3）氣體II的主要成分除了Cl2外，還含有 。氣體II常用過量冷的NaOH溶液吸收，吸收液中含有的陰離子主要有 。

（4）工業(yè)上為了降低生產(chǎn)成本，生產(chǎn)過程中需要控制加入鋁粉的量，“廢渣”的主要成分是 。

（5）AlCl3和NaCl的熔融鹽常用于鍍鋁電解池，電鍍時AlCl－4和Al2Cl－7兩種離子在電極上相互轉(zhuǎn)化，其它離子不參與電極反應(yīng)，電鍍時陰極的電極反應(yīng)式為 。

Answer 1

【答案】（1）增大固體表面積，加快反應(yīng)速率（或除去水，高溫下生成的AlCl3水解）

（2）Al2O3+3C+3Cl22AlCl3+3CO

（3）CO、SiCl4；Cl－、ClO－、SiO32－、OH－

（4）FeCl2、NaCl

（5）4Al2Cl7－+3e－=Al+7AlCl4－

【解析】

試題分析：根據(jù)題給化學工藝流程分析，鋁土礦（主要成分為Al2O3，含有Fe2O3、SiO2等雜質(zhì)）在950℃下，與足量焦炭、Cl2和O2反應(yīng)生成氣體Ⅰ：AlCl3、 FeCl3 、SiCl4和CO；將氣體Ⅰ在100℃下冷凝，結(jié)合題給物質(zhì)的沸點數(shù)據(jù)知氣體Ⅱ的成分為Cl2、SiCl4和CO，固體為氯化鋁和氯化鐵的混合物；為防止氯化鋁和氯化鐵的升華，向固體中加入氯化鈉，熔化的氯化鐵、氯化鋁和氯化鈉的液態(tài)混合物；為防止氯化鐵的升華，向液態(tài)混合物中加入適量鋁粉，氯化鐵轉(zhuǎn)化為氯化亞鐵，冷卻，然后在300℃下升華得氯化鋁成品，廢渣為氯化鈉和氯化亞鐵。據(jù)此作答。

（1）高溫反應(yīng)前，在800℃焙燒鋁土礦，使固體中水分揮發(fā)、氣孔數(shù)目增多，其作用是增大固體表面積，加快反應(yīng)速率（或除去水，防止高溫下生成的AlCl3水解）。

（2）高溫下，由Al2O3、C（足量）和Cl2反應(yīng)生成AlCl3和CO，化學方程式為

Al2O3+3C+3Cl22AlCl3+3CO。

（3）氣體II的主要成分除了Cl2外，還含有CO、SiCl4。氣體II常用過量冷的NaOH溶液吸收，發(fā)生的反應(yīng)為：Cl2+2NaOH ==NaCl+NaClO+H2O、SiCl4+6NaOH ==Na2SiO3+NaCl+3H2O，吸收液中含有的陰離子主要有Cl－、ClO－、SiO32－、OH－。

（4）液體混合物中加入適量鋁粉，發(fā)生反應(yīng)：Al+3FeCl3==AlCl3+3FeCl2，“廢渣”的主要成分是FeCl2、NaCl。

（5）AlCl3和NaCl的熔融鹽常用于鍍鋁電解池，電鍍時陰極發(fā)生還原反應(yīng)生成鋁單質(zhì)，電極反應(yīng)式為4Al2Cl7－+3e－=Al+7AlCl4－。