Question

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：①Fe₂O₃（g）+3C（g）2Fe（g）+3CO（g），②3CO（g）+Fe₂O₃（g）2Fe（g）+3CO₂（g）．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

分析：（1）化学平衡常数，是指在一定温度下，可逆反应达到平衡时各生成物浓度的化学计量数次幂的乘积除以各反应物浓度的化学计量数次幂的乘积所得的比值，据此书写，注意固体、醇液体不需要写出；
（2）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；
（3）升华器AlCl₃的水解，直接加热，水解彻底生成氢氧化铝，得不到氯化铝；
（4）AlCl₃的水解，直接加热，水解彻底生成氢氧化铝，得不到氯化铝；由题目信息可知，AlCl₃?6H₂O与SOCl₂混合加热生成AlCl₃、HCl、SO₂．

解答：解：（1）解：（1）可逆反应3CO（g）+Fe₂O₃（s）?2Fe（s）+3CO₂（g）的化学平衡常数k=

c3(CO2)

c3(CO)

，
故答案为：

c3(CO2)

c3(CO)

；
（2）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

高温  .

2A1C1₃+3CO，故答案为：A1₂O₃+3C1₂+3C

高温  .

 2A1C1₃+3CO；
（3）升华器中主要含有AlCl₃和FeCl₃，FeCl₃熔点、沸点较低，升华制备无水AlCl₃，应除FeCl₃去．所以加入少量Al目的是除去FeCl₃，故答案为：除去FeCl₃；
（4）AlCl₃的水解，直接加热，水解彻底生成氢氧化铝，得不到氯化铝，必须在氯化氢的气流中加热，目的是抑制AlCl₃的水解，
由题目信息可知，AlCl₃?6H₂O与SOCl₂混合加热生成AlCl₃、HCl、SO₂，反应方程式为AlCl₃?6H₂O+6SOCl₂

△   .

AlCl₃+12HCl↑+6SO₂↑，
故答案为：Al³⁺发生水解； AlCl₃?6H₂O+6SOCl₂=AlCl₃+12HCl↑+6SO₂↑．

点评：本题考查了考生对自己存储的知识，进行分解、迁移转换、重组，使问题得到解决的应用能力，体现出化学是真实的．能够通过对生产、生活和科学实验中化学现象以及相关数据和图形等的观察，获取有关的感性知识和印象，并运用分析、比较、归纳等方法对所获取的信息进行初步加工和应用的能力．