Question

（12分）无水A1C1₃可用作有机合成的催化剂,食品膨松剂等。工业上由铝土矿（主要成分是A1₂O₃和Fe₂O₃）和石油焦（主要成分是碳单质）制备无水A1C1₃的流程如下

 

（1）在焙烧炉中发生反应：①   

②。则反应②的平衡常数的表达式为K=           。

（2）氯化炉中A1₂O₃，C1₂和C在高温下反应的化学方程式为             ；其炉气中含有大量CO和少量C1₂，可用           溶液除去C1₂，并回收CO。

（3）升华器中主要含有A1C1₃和FeC1₃，需加入一定量A1，其目的是　　　　　　。

（4）工业上另一种由铝灰为原料制备无水A1C1₃工艺中，最后一步是由A1C1₃6H₂O脱去结晶水制备无水A1C1₃，直接加热不能得到无水A1C1₃，其原因是        。已知SOC1₂为无色液体且极易与水反应生成HC1和SO₂，A1C1₃6H₂O与SOC1₂混合加热可制取无水A1C1₃，写出该反应的化学方程式：　　　　　　　　　　　

 

Answer 1

【答案】

（1）c³(CO₂)/c³(CO)（2分）  （2）A1₂O₃＋3Cl₂＋3C2A1C1₃＋3CO（2分）

NaOH（或Na₂SO₃或其它合理答案）（2分）  （3）除去FeCl₃（2分）

（4）Al³⁺发生水解（2分） AlCl₃·6H₂O+6SOCl₂=AlCl₃+12HCl↑+6SO₂↑（2分）

【解析】（1）平衡常数是在一定条件下，可逆反应达到平衡状态时，生成物浓度的幂之积和反应物浓度的幂之积的比值，所以反应②平衡常数表达式伟K＝c³(CO₂)/c³(CO)。

（2）由于生成物是氯化铝和CO，所以方程式为A1₂O₃＋3Cl₂＋3C2A1C1₃＋3CO；氯气能溶于碱液中，据此可以吸收。

（3）Al的金属性强于铁，在一定条件下铝能和氯化铁反应，生成氯化铝和铁，即铝的作用是除去氯化铁。

（4）由于氯化铝水解生成氢氧化铝和氯化氢，水解吸热，加热促进水解，且氯化氢挥发，进一步促进水解，所以得不到氯化铝；根据生成物可得出反应的方程式为AlCl₃·6H₂O+6SOCl₂=AlCl₃+12HCl↑+6SO₂↑。