无水AlCl3易升华，可用作有机合成的催化剂等。工业上由铝土矿为原料制备无水AlCl3的工艺流

题文

【化学——选修2：化学与技术】（15分）
无水AlCl₃易升华，可用作有机合成的催化剂等。工业上由铝土矿（A1₂O₃、Fe₂O₃）为原料制备无水AlCl₃的工艺流程如下。



（1）氯化炉中Al₂O₃、C1₂和C反应的化学方程式为               。
（2）用Na₂SO₃溶液可除去冷却器排出尾气中的Cl₂，此反应的离子方程式为         。
（3）升华器中主要含有AlCl₃和FeCl₃，需加入少量Al，其作用是           。
（4）为测定制得的无水AlCl₃产品（含杂质FeCl₃）的纯度，称取16.25 g无水AlCl₃样品，溶于过量的NaOH溶液，过滤出沉淀物，沉淀物经洗涤、灼烧、冷却、称重，残留固体质量为0.32 g。
①写出除杂过程中涉及的离子方程式                 、                。
②AlCl₃产品的纯度为         。
（5）工业上另一种由铝灰为原料制备无水AlCl₃工艺中，最后一步是由AlCl₃·6H₂O脱水制备无水AlCl₃，实现这一步的方法是                                     。
（6）生铁中含有一种铁碳化合物（Fe₃C），工业上要测定碳元素的质量分数，第一步是在足量的空气中煅烧，生成有磁性的固体，该反应的化学方程式是                   。

题型：未知 难度：其他题型

答案

（1）Al₂O₃＋3Cl₂＋3C

2AlCl₃＋3CO（2分）
（2）SO₃^2－＋Cl₂＋H₂O=SO₄^2－＋2Cl^－＋2H^＋（2分）
（3）除去FeCl₃（2分）
（4）①Fe^3＋＋3OH^－=Fe(OH)₃↓（2分） Al^3＋＋4OH^－=AlO₂^－＋2H₂O（2分）②96%（2分）
（5）在HCl气流中加热脱结晶水（2分）
（6）Fe₃C＋3O₂

Fe₃O₄＋CO₂（1分）

解析

⑴在氯化炉中发生的反应物有Al₂O₃、Cl₂、C，生成物有AlCl₃、CO（在冷却器中逸出），根据氧化还原反应的配平方法将其配平，并写出反应条件（950℃）；
⑵书写Na₂SO₃溶液与Cl₂反应的离子方程式时，先根据得失电子守恒有SO₃^2－＋Cl₂――SO₄^2－＋2Cl^－，再根据电荷守恒有SO₃^2－＋Cl₂――SO₄^2－＋2Cl^－＋2H^＋，最后根据原子守恒得SO₃^2－＋Cl₂＋H₂O=SO₄^2－＋2Cl^－＋2H^＋。
⑶由于升华器中含有AlCl₃和FeCl₃（杂质），加入少量Al，可与FeCl₃反应将其除去。
⑷在含有FeCl₃杂质的AlCl₃产品中加入过量的NaOH溶液所发生的离子方程式有①Fe^3＋＋3OH^－=Fe(OH)₃↓，Al^3＋＋4OH^－=AlO₂^－＋2H₂O；沉淀物[Fe(OH)₃]经洗涤、灼烧、冷却、称重，残留固体（Fe₂O₃）质量为0.32 g，据原子守恒可计算AlCl₃产品的纯度：

。
⑸为了抑制AlCl₃的水解，必须在在HCl气流中加热AlCl₃·6H₂O，使其脱结晶水（否则会生成Al(OH)₃或Al₂O₃）。
⑹据题意该反应的生成物有Fe₃C、O₂（空气），生成物有Fe₃O₄（磁性的固体）、CO₂，根据氧化还原反应的配平方法将其配平，并标出反应条件（高温）。

考点

据考高分专家说，试题“【化学——选修2：化学与技术】（15分）.....”主要考查你对 [离子反应 ]考点的理解。

离子反应

定义：
凡是有离子参加或离子生成的反应都是离子反应。
离子反应包括：复分解反应、氧化还原反应、络合反应、双水解反应

常见阳离子的检验方法：
离子检验试剂实验步骤实验现象离子方程式 K⁺焰色反应①铂丝在火焰上灼烧至原火焰色②蘸取溶液，放在火焰上灼烧，观察火焰颜色。浅紫色（通过蓝色钴玻璃片观察钾离子焰色）——Na⁺焰色反应火焰分别呈黄色NH₄⁺NaOH溶液(浓)向未知溶液中加入NaOH浓溶液并加热生成有刺激性气味、使湿润红色石蕊试纸变蓝的气体NH₄⁺+OH^-=NH₃↑+H₂OAl³⁺加NaOH溶液向未知溶液中加入NaOH溶液加入适量NaOH溶液后生成白色沉淀，该沉淀溶于过量NaOH溶液中

Al³⁺+3OH^-=Al(OH)₃↓

Cu²⁺浓氨水向未知溶液中加入浓氨水加入适量浓氨水后生成蓝色沉淀，该沉淀溶于过量浓氨水中，溶液呈深蓝色

Cu²⁺+2OH^-=Cu(OH)₂↓   Cu(OH)₂+4NH₃·H₂O=[Cu(NH₃)₄]²⁺+2OH^-+4H₂O

Ag+①稀盐酸或可溶性盐酸盐②稀HNO3③氨水向未知溶液中加入稀盐酸再加入稀HNO3向过滤出的沉淀中加氨水生成白色沉淀，不溶于稀HNO3，但溶于氨水，生成[Ag(NH3)2]+Ag++Cl-=AgCl↓Ba2+稀H2SO4或可溶性酸盐溶液向未知溶液中加入稀H2SO4再加入稀HNO3产生白色沉淀，且沉淀不溶于稀HNO3Ba2++SO42-=BaSO4↓Fe3+KSCN溶液向未知溶液中加入KSCN溶液或加NaOH溶液或加苯酚变为血红色溶液Fe3++3SCN-=Fe(SCN)3加NaOH溶液产生红褐色沉淀Fe3++3OH-=Fe(OH)3↓加苯酚溶液显紫色Fe3++6C6H6OH→[Fe(C6H5O)]3-+6H+Fe2+①加NaOH溶液向未知溶液中加入NaOH溶液并露置在空气中开始时生成白色Fe(OH)2沉淀，迅速变成灰绿色，最后变成红褐色Fe(OH)3沉淀。Fe2++2OH-=Fe(OH)2↓ 4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3②KMnO4 (H+)溶液向未知溶液中加入KMnO4(H+)溶液KMnO4(H+)紫色褪去MnO4-+5Fe2++8H+=5Fe3++Mn2++4H2O③K3[Fe(CN)6]向未知溶液中加入K3[Fe(CN)6]溶液出现蓝色Fe3[Fe(CN)6]2沉淀3Fe2++2[Fe(CN)6]-=Fe3[Fe(CN)6]2↓④KSCN溶液，新制的氯水加入KSCN溶液，新制的氯水加入KSCN溶液不显红色，加入少量新制的氯水后，立即显红色。2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-Fe3++3SCN-=Fe(SCN)3
常见阴离子的检验方法：
离子检验试剂实验步骤实验现象离子方程式CO32-①BaCl2溶液、稀盐酸向未知溶液中加入BaCl2溶液再向沉淀中加入稀盐酸加入BaCl2溶液后生成白色沉淀，沉淀溶于稀盐酸，并放出无色无味气体Ba2++CO32-=BaCO3↓ BaCO3+2H+＝Ba2++CO2↑+H2O②稀盐酸、Ca(OH)2溶液加入稀盐酸后放出的气体通入使澄清的Ca(OH)2溶液加入稀盐酸后放出无色无味气体，通入澄清的Ca(OH)2溶液变浑浊CO32-+2H+=H2O+CO2↑     Ca2++2OH-+CO2＝CaCO3↓+H2OSO42-BaCl2溶液、稀硝酸或稀盐酸向未知溶液中加入BaCl2溶液再向沉淀中加入稀盐酸生成不溶于稀硝酸或稀盐酸的白色沉淀Ba2++SO42-=BaSO4↓SO32-①BaCl2溶液、稀盐酸向未知溶液中加入BaCl2溶液再向沉淀中加入稀盐酸加入BaCl2溶液后生成白色沉淀，沉淀溶于稀盐酸，并放出刺激性气味的气体SO32-+2H+=H2O+SO2↑②稀盐酸、品红溶液加入稀盐酸后放出的气体通入品红溶液加入稀盐酸后放出的气体使品红溶液褪色SO32-+2H+=H2O+SO2↑Cl-AgNO3溶液、稀硝酸或稀盐酸向未知溶液中加入AgNO3溶液，再向沉淀中加入稀盐酸生成不溶于稀硝酸或稀盐酸的白色沉淀Ag++Cl-=AgCl↓Br-AgNO3溶液、稀硝酸或稀盐酸生成不溶于稀硝酸或稀盐酸的浅黄色沉淀Ag++Br-=AgBr↓I-AgNO3溶液、稀硝酸或稀盐酸向未知溶液中加入AgNO3溶液，再向沉淀中加入稀盐酸生成不溶于稀硝酸的黄色沉淀Ag++I-=AgI↓②新制氯水，淀粉溶液向未知溶液中加入新制氯水，再加入淀粉溶液滴入新制Cl2，振荡后再滴入淀粉溶液，变蓝Ag++I-=AgI↓ 2I-+Cl2=I2+2Cl-    I2遇淀粉变蓝注意： 1．若SO42-与Cl-同时检验，需注意检验顺序。应先用Ba(NO3)2溶液将SO42-检出，并滤去BaSO4，然后再用AgNO3检验Cl-。
              2．检验SO32-的试剂中，只能用盐酸，不能用稀硝酸。因为稀硝酸能把SO32-氧化成SO42-。 
              3．若Ag+和Ba2+同时检验，也需注意检验顺序，应先用盐酸将Ag+检验出并滤去沉淀，然后再用稀硫酸检验Ba2+。