18.無水AlCl3可用作有機合成的催化劑、食品膨松劑等.工業(yè)上由鋁土礦(主要成分是A12O3和Fe2O3)和石油焦(主要成分是C)按如圖所示流程進行一系列反應(yīng)來制備無水AlCl3

(1)氯化鋁在加熱條件下易升華,氣態(tài)氯化鋁的化學式為Al2Cl6,每種元素的原子最外層均達到8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu),則AlCl3是分子晶體,其結(jié)構(gòu)式為
(2)氯化爐中Al2O3、Cl2和C反應(yīng)的化學方程式是A12O3+3C12+3C$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$ 2A1C13+3CO.
(3)冷卻器排出的尾氣中含有大量CO和少量Cl2,需用Na2SO3溶液除去Cl2,此反應(yīng)的離子方程式為:SO32-+C12+H2O═SO42-+2C1-+2H+
(4)升華器中主要含有AlCl3和FeCl3,需加入少量Al,其作用是:除去FeCl3
(5)AlCl3產(chǎn)品中Fe元素含量直接影響其品質(zhì),為測定產(chǎn)品中Fe元素的含量,現(xiàn)稱取16.25g無水AlCl3產(chǎn)品,溶于過量的NaOH溶液,過濾出沉淀物,沉淀物經(jīng)洗滌、灼燒、冷卻、稱重殘留固體質(zhì)量為0.32g.則產(chǎn)品中Fe元素的含量為:96%.

分析 流程分析可知鋁土礦(主要成分是A12O3和Fe2O3)和石油焦在焙燒爐中高溫加熱反應(yīng),得到混合物在氯化爐中高溫反應(yīng)生成氯化鋁和一氧化碳,冷卻后得到氯化鋁固體,升華器中加入鋁還原氯化鐵,加入氯化鈉在升華器中使氯化鋁易升華,冷卻得到固體氯化鋁,
(1)根據(jù)工藝流程最后升華制備無水AlCl3,說明AlCl3沸點很低,應(yīng)為分子晶體;
(2)根據(jù)工藝流程可知升華器中含有AlCl3等,所以Al2O3、C12和C反應(yīng)會生成A1C13,由冷凝器尾氣可知還會生成CO;
(3)Cl2有強氧化性,將SO32-氧化為SO42-,自身被還原為2C1-;
(4)升華器中主要含有AlCl3和FeCl3,F(xiàn)eCl3熔點、沸點較低,升華制備無水AlCl3,應(yīng)除去FeCl3;
(5)制備無水AlCl3含有雜質(zhì)FeCl3,殘留固體質(zhì)量為0.32g為Fe2O3,根據(jù)鐵原子守恒計算FeCl3質(zhì)量,進而計算出AlCl3的質(zhì)量,再根據(jù)產(chǎn)品的純度定義計算.

解答 解:(1)根據(jù)工藝流程最后升華制備無水AlCl3,說明AlCl3沸點很低,應(yīng)為分子晶體,結(jié)構(gòu)式為:,故答案為:分子;
(2)根據(jù)工藝流程可知氯化爐的產(chǎn)物,經(jīng)冷卻、升華可制備無水AlCl3,說明氯化爐的產(chǎn)物中含有A1C13,冷凝器尾氣含有CO,所以Al2O3、C12和C反應(yīng),生成A1C13和CO,反應(yīng)方程式為
A12O3+3C12+3C$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2A1C13+3CO,故答案為:A12O3+3C12+3C$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2A1C13+3CO;
(3)Cl2有強氧化性,將SO32-氧化為SO42-,自身被還原為2C1-.反應(yīng)離子方程式為SO32-+C12+H2O═SO42-+2C1-+2H+,故答案為:SO32-+C12+H2O═SO42-+2C1-+2H+
(4)升華器中主要含有AlCl3和FeCl3,F(xiàn)eCl3熔點、沸點較低,升華制備無水AlCl3,應(yīng)除FeCl3去.所以加入少量Al目的是除去FeCl3,
故答案為:除去FeCl3;
(5)根據(jù)鐵原子守恒,令含有雜質(zhì)FeCl3質(zhì)量為mg,則
Fe2O3~~~~~2FeCl3
160             325
0.32g            mg
所以 $\frac{0.32g}{160}$=$\frac{mg}{325}$,解得,m=0.65g,
所以AlCl3產(chǎn)品的純度為$\frac{16.25g-0.65g}{16.25g}$×100%=96%,
故答案為:96%.

點評 本題考查了考生對自己存儲的知識,進行分解、遷移轉(zhuǎn)換、重組,使問題得到解決的應(yīng)用能力,體現(xiàn)出化學是真實的.能夠通過對生產(chǎn)、生活和科學實驗中化學現(xiàn)象以及相關(guān)數(shù)據(jù)和圖形等的觀察,獲取有關(guān)的感性知識和印象,并運用分析、比較、歸納等方法對所獲取的信息進行初步加工和應(yīng)用的能力.

練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目:高中化學 來源: 題型:解答題

18.元素X 位于第四周期,其基態(tài)原子的內(nèi)層軌道全部排滿電子,且最外層電子數(shù)為2.元素Y基態(tài)原子的3p軌道上有2個未成對電子.元素Z 的原子最外層電子數(shù)是其內(nèi)層的3倍.
(1)X與Y所形成化合物晶體的晶胞如圖所示.
①在1個晶胞中,X離子的數(shù)目為4.
②該化合物的化學式為ZnS.
(2)在Y的氫化物分子中,Y原子軌道的雜化類型是sp3
(3)Z的氫化物在乙醇中的溶解度大于Y的氫化物,其原因是水分子與乙醇分子間能形成氫鍵.
(4)Y 與Z 可形成YZ42-
①YZ42-的空間構(gòu)型為正四面體.
②寫出一種與YZ42-互為等電子體的分子的化學式:CCl4或SiCl4
(5)X的氯化物與氨水反應(yīng)可形成配合物[X(NH34]Cl2,1mol該配合物中含有σ鍵的數(shù)目為16NA

查看答案和解析>>

科目:高中化學 來源: 題型:選擇題

9.下列物質(zhì)間分子間作用力最大的是( 。
A.I2B.Br2C.Cl2D.F2

查看答案和解析>>

科目:高中化學 來源: 題型:解答題

6.實驗室常用二氧化錳和濃鹽酸共熱的方法制取氯氣,反應(yīng)中二氧化錳被還原為MnCl2.根據(jù)要求回答下列問題.

(1)A、B、C三套裝置中,應(yīng)選用的裝置是B(選填“A”、“B”、“C”);
(2)寫出實驗室用上述方法制取氯氣的化學方程式MnO2+4HCl$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl2+Cl2↑+2H2O
(3)為了防止氯氣污染環(huán)境,圖中所示的溶液甲為氫氧化鈉溶液,在該溶液中發(fā)生反應(yīng)的化學方程式2NaOH+Cl2═NaCl+NaClO+H2O.
(4)利用該原理和裝置制得的氯氣往往含有HCl和H2O雜質(zhì),其中含有的HCl雜質(zhì)可用飽和食鹽水除去.

查看答案和解析>>

科目:高中化學 來源: 題型:解答題

13.按要求完成下列化學方程式或離子方程式.
(l)過氧化鈉用于呼吸面具中,發(fā)生反應(yīng)的化學方程式:2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2
(2)與化合物反應(yīng)中氯氣只作氧化劑的化學方程式:2Fe+3Cl2$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2FeCl3
(3)金屬陽離子作氧化劑的離子方程式:2Fe3++Cu═2Fe2++Cu2+

查看答案和解析>>

科目:高中化學 來源: 題型:填空題

3.在溫度t1和t2下,X2(g)和 H2反應(yīng)生成HX的平衡常數(shù)如表:
化學方程式K (t1K (t2
F2+H2?2HF  1.8×10361.9×1032
Cl2+H2?2HCl9.7×10124.2×1011
Br2+H2?2HBr5.6×1079.3×106
I2+H2?2HI4334
(1)已知t2>t1,HX的生成反應(yīng)是放熱反應(yīng)(填“吸熱”或“放熱”).
(2)HX的電子式是
(3)共價鍵的極性隨共用電子對偏移程度的增大而增強,HX共價鍵的極性由強到弱的順序是HF>HCl>HBr>HI.
(4)僅依據(jù)K的變化,可以推斷出:隨著鹵素原子核電荷數(shù)的增加,ad.
a.在相同條件下,平衡時X2的轉(zhuǎn)化率逐漸降低
b.X2與H2反應(yīng)的劇烈程度逐漸減弱
c.HX的還原性逐漸減弱
d.HX的穩(wěn)定性逐漸減弱.

查看答案和解析>>

科目:高中化學 來源: 題型:選擇題

10.設(shè)NA 表示阿伏加德羅常數(shù),下列說法正確的是( 。
A.常溫常壓下,11.2 L Cl2所含有的原子數(shù)目為NA
B.9克 H2O所含有的氫原子數(shù)目為NA
C.在同溫同壓時,1mol任何氣體的體積都相同且均約為22.4L
D.0.1 molCH4分子含有的原子數(shù)目為  NA

查看答案和解析>>

科目:高中化學 來源: 題型:選擇題

7.在下列反應(yīng)中,鹽酸既表現(xiàn)還原性又表現(xiàn)酸性的是( 。
A.NaOH+HCl═NaCl+H2OB.MnO2+4HCl(濃)═MnCl2+2H2O+Cl2
C.Fe+2HCl═FeCl2+H2D.CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2

查看答案和解析>>

科目:高中化學 來源: 題型:選擇題

8.下列敘述正確的是( 。
A.酸性:HClO4>H2SO4>H3PO4B.原子半徑:Cl>S>O
C.穩(wěn)定性:HBr>HCl>HFD.金屬性:Al>Mg>Na

查看答案和解析>>

同步練習冊答案