Question

【題目】(2016·銀川模擬)工業上通常以鋁土礦(主要成分為Al2O3，含有少量Fe2O3、SiO2等雜質)為原料制備無水氯化鋁：2Al2O3＋6Cl24AlCl3＋3O2。

（1）為促進反應的進行，實際生產中需加入焦炭，其原因是_____________________。

（2）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__________________。

（3）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________________________。

（4）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：__________________________。

③要進一步獲得金屬鋁，工業上采用的冶煉方法是_______________，

有關反應的化學方程式為________________________。

Answer 1

【答案】（1）加入焦炭消耗反應生成的氧氣，使平衡向正反應方向移動；（2）將氣體通入澄清石灰水中，若澄清石灰水變渾濁，則說明生成的氣體X為CO2；（3）Al＋3FeCl3AlCl3＋3FeCl2；（4）①NaAlO2、Na2SiO3；②Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH4+；③電解法 2Al2O3(熔融)4Al＋3O2↑。

【解析】

試題分析：（1）焦炭和氧氣反應，減少生成物濃度，促使反應向正反應方向進行；（2）根據反應方程式中元素守恒和原子個數守恒，則X含有C和O，可能是CO，也可能是CO2，因此有將氣體通入澄清石灰水中，若澄清石灰水變渾濁，則說明生成的氣體X為CO2；（3）根據信息，加入鋁后，FeCl3→FeCl2，發生氧化還原反應，因此反應方程式為：Al＋3FeCl3AlCl3＋3FeCl2；（4）①Al2O3表現兩性，Fe2O3是堿性氧化物，SiO2是酸性氧化物，因此有Al2O3＋2NaOH=2NaAlO2＋H2O，SiO2＋2NaOH=Na2SiO3＋H2O，Fe2O3不反應，因此濾液甲中溶質是NaAlO2、Na2SiO3、NaOH；②濾液甲中加入過量的稀鹽酸，發生主要反應是AlO2－＋4H＋=Al3＋＋2H2O，SiO32－＋2H＋=H2SiO3↓，濾液乙的主要成分是AlCl3，然后加入過量氨水，發生的離子反應式Al3＋＋3NH3·H2O=Al(OH)3↓＋3NH4＋；③鋁是活潑金屬，工業上一般采用電解熔融狀態的氧化鋁冶煉鋁單質，2Al2O3(熔融) 4Al＋3O2↑。