Question

工业上由铝土矿（主要成分是Al₂O₃和Fe₂O₃）和焦炭制备无水AlCl₃．的流程如下
已知：AlCl₃，FeCl₃，分别在183℃、315℃升华
（1）在焙烧炉中发生反应：
①Fe₂O₃（S）+3C（s）2Fe（s）+3CO（g）△H=-492.7kJ?mol^-1
②3CO（g）+Fe₂O₃（s）2Fe（s）+3CO₂（g）△H=+25.2kJ?mol^-1
③反应2Fe₂O₃（s）+3C（s）4Fe（s）+3CO₂（g）△H=______kJ?mol^-1
（2）①Al₂O₃，Cl₂和C在氯化炉中高温下发生反应，当生成1molAlCl₃．时转移______　mol电子；炉气中含有大量CO和少量Cl₂，可用Na₂SO₃．溶液除去Cl₂，其离子方程式为：______．在温度约为700℃向升华器中加入铝粉，发生反应的化学方程式为______．充分反应后温度降至______以下（填“183℃、315℃之一），开始分离收集AlCl₃．
②将AlCl₃?6H₂O溶于浓硫酸进行蒸馏，也能得到一定量的无水AlCl₃，此原理是利用浓硫酸下列性质中的______（填字母序号）．
①氧化性　②吸水性　③难挥发性　④脱水性
a．只有①b．只有②c．只有②③d．只有②③④
（3）海洋灯塔电池是利用铝、石墨为电极材料，海水为电解质溶液，构成电池的其正极反应式______；与铅蓄电池相比．释放相同电量时，所消耗金属电极材料的质量比m（A1）：m（Pb）=______．

Answer 1

解：（1）已知：①Fe₂O₃（S）+3C（s）2Fe（s）+3CO（g）△H=-492.7kJ?mol^-1
②3CO（g）+Fe₂O₃（s）2Fe（s）+3CO₂（g）△H=+25.2kJ?mol^-1
由盖斯定律，①+②得：2Fe₂O₃（s）+3C（s）4Fe（s）+3CO₂（g）；故△H=（-492.7kJ/mol）+25.2kJ/mol=-467.5kJ/mol；
故答案为：-467.5；
（2）①、根据工艺流程可知氯化炉的产物，经冷却、升华可制备无水AlCl₃，说明氯化炉的产物中含有A1C1₃，冷凝器尾气含有CO，所以Al₂O₃、C1₂和C反应，生成A1C1₃和CO，反应方程式为A1₂O₃+3C1₂+3C 2A1C1₃+3CO，反应中氯元素化合价由0价降低为-1价，氯气是氧化剂，故生成1mol AlCl₃时转移电子为1mol×3=3mol，
Cl₂有强氧化性，将SO₃^2-氧化为SO₄^2-，自身被还原为C1^-，反应离子方程式为SO₃^2-+C1₂+H₂O═SO₄^2-+2C1^-+2H⁺，
由工艺流程可知，升华器中主要含有AlCl₃和FeCl₃，加入少量Al除去FeCl₃，Al与FeCl₃反应生成Fe、AlCl₃，反应方程式为Al+FeCl₃AlCl₃+Fe，
由题目信息可知，AlCl₃的升华温度更低，应控制温度使AlCl₃升华，且FeCl₃不升华，故温度应控制在315℃以下，
故答案为：3；SO₃^2-+C1₂+H₂O═SO₄^2-+2C1^-+2H⁺；Al+FeCl₃AlCl₃+Fe；315℃；
②AlCl₃的水解，直接加热AlCl₃?6H₂O，水解彻底生成氢氧化铝，得不到氯化铝，浓硫酸吸水，同时可以生成HCl抑制氯化铝水解，利用浓硫酸的吸水性与难挥发性，
故答案为：c；
（3）该原电池实质是金属铝发生的吸氧腐蚀，氧气在正极放电生成氢氧根离子，电极反应式为O₂+4e^-+2H₂O=4OH^-，
电量相同，则原电池转移电子相同，令转移电子为3mol，则n（Al）==1mol、n（Pb）==1.5mol，故m（A1）：m（Pb）=1mol×27g/mol：1.5mol×207g/mol=2：23
故答案为：O₂+4e^-+2H₂O=4OH^-；2：23．
分析：（1）由盖斯定律定律，①+②得：2Fe₂O₃（s）+3C（s）4Fe（s）+3CO₂（g）；反应热也进行相应的计算；
（2）①根据工艺流程可知升华器中含有AlCl₃等，所以Al₂O₃、C1₂和C反应会生成A1C1₃，由冷凝器尾气可知还会生成CO，根据氯元素化合价变化计算注意电子数目；
Cl₂有强氧化性，将SO₃^2-氧化为SO₄^2-，自身被还原为C1^-；
由工艺流程可知，升华器中主要含有AlCl₃和FeCl₃，加入少量Al除去FeCl₃，Al与FeCl₃反应生成Fe、AlCl₃；
由题目信息可知，AlCl₃的升华温度更低，应控制温度使AlCl₃升华，且FeCl₃不升华；
②AlCl₃的水解，直接加热AlCl₃?6H₂O，水解彻底生成氢氧化铝，得不到氯化铝，浓硫酸吸水，同时可以生成HCl抑制氯化铝水解；
（3）该原电池实质是金属铝发生的吸氧腐蚀，氧气在正极放电生成氢氧根离子；
电量相同，则原电池转移电子相同，令转移电子为3mol，根据元素化合价计算n（Al）、n（Pb），再根据m=nM计算．
点评：本题考查反应热的计算、对工艺流程的理解与条件控制、盐类水解、原电池、化学计算等，难度中等，理解工艺流程是解题的关键，是对学生综合能力的考查，需要学生具备扎实的基础，对学生的分析问题、解决问题的能力有较高要求．