【題目】工業(yè)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+6Cl2===4AlCl3+3O2。

回答以下問題:

(1)為促進反應的進行,實際生產(chǎn)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+Cl2△,AlCl3+X↑,則氣體X可能是

___________________________________________________________

(3)在提純AlCl3粗產(chǎn)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:_________________。

【答案】 C與O2反應,有利于反應正向進行 CO、CO2或兩者的混合物 Al+3FeCl3AlCl3+3FeCl2 NaAlO2、Na2SiO3、NaOH(寫出NaAlO2、Na2SiO3即可) Al3++3NH3·H2O===Al(OH)3↓+3NH

【解析】(1)減少生成物濃度平衡正向移動,加入焦炭消耗反應生成的氧氣,使平衡向著正反應方向移動;
(2)所生成的氣體X為CO2,檢驗方法為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)加入鋁粉,可將FeCl3還原為熔點較高的FeCl2.在提純時可避免AlCl3中混有FeCl3,化學方程式為Al+3FeCl3AlCl3+3FeCl2
(4)鋁土礦加入過量NaOH可將SiO2、Al2O3溶解,F(xiàn)e2O3不反應,然后過濾,濾液甲中含有NaAlO2、NaOH、Na2SiO3,甲中加入過量稀鹽酸,NaAlO2、NaOH、Na2SiO3和稀鹽酸反應后生成NaCl、AlCl3、H2SiO3,過濾后的溶液中含有NaCl、AlCl3、HCl,濾液乙中加入過量氨水,生成Al(OH)3沉淀和NH4Cl,過濾將氫氧化鋁灼燒得到Al2O3;
①鋁土礦中加入過量NaOH溶液,其中Al2O3和SiO2與NaOH反應,生成可溶的NaAlO2和Na2SiO3存在濾液甲中,還有未反應的NaOH;
②濾液乙中加入過量氨水的離子方程式為Al3++3NH3H2O═Al(OH)3↓+3NH4+。

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