Question

（2013?徐州模擬）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Al₂O₃和Fe₂O₃）和石油焦（主要成分是碳單質）制備無水AlCl₃的流程如下：

（1）在焙燒爐中發(fā)生反應：
①Fe₂O₃（s）+3C（s）?2Fe（s）+3CO（g）；
②3CO（g）+Fe₂O₃（s）?2Fe（s）+3CO₂（g）．
則反應②的平衡常數(shù)的表達式為K=

c3(CO2)

c3(CO)

．
（2）Al₂O₃、Cl₂和C在氯化爐中高溫下發(fā)生反應，當生成1mol AlCl₃時轉移

3

mol電子；爐氣中含有大量CO和少量Cl₂，可用Na₂SO₃溶液除去Cl₂，其離子方程式為

SO₃^2-+C1₂+H₂O═SO₄^2-+2C1^-+2H⁺

．
（3）升華器中發(fā)生反應的化學方程式為

Al+FeCl₃

高溫  .

AlCl₃+Fe

．
（4）工業(yè)上另一種由鋁灰為原料制備無水AlCl₃工藝中，最后一步是由AlCl₃?6H₂O脫去結晶水制備無水AlCl₃，此反應必須在氯化氫的氣流中加熱，其原因是

抑制AlCl₃的水解

．
已知SOCl₂為無色液體且極易與水反應生成HCl和SO₂，AlCl₃?6H2O與SOCl₂混合加熱可制取無水AlCl₃，寫出該反應的化學方程式：

AlCl₃?6H₂O+6SOCl₂

△  .

AlCl₃+12HCl↑+6SO₂↑

．

Answer 1

分析：（1）化學平衡常數(shù)，是指在一定溫度下，可逆反應達到平衡時各生成物濃度的化學計量數(shù)次冪的乘積除以各反應物濃度的化學計量數(shù)次冪的乘積所得的比值，據(jù)此書寫，注意固體、醇液體不需要寫出；
（2）根據(jù)工藝流程可知升華器中含有AlCl₃等，所以Al₂O₃、C1₂和C反應會生成A1C1₃，由冷凝器尾氣可知還會生成CO，根據(jù)氯元素化合價變化計算注意電子數(shù)目；
Cl₂有強氧化性，將SO₃^2-氧化為SO₄^2-，自身被還原為C1^-；
（3）由工藝流程可知，升華器中主要含有AlCl₃和FeCl₃，加入少量Al除去FeCl₃，Al與FeCl₃反應生成Fe、AlCl₃；
（4）AlCl₃的水解，直接加熱，水解徹底生成氫氧化鋁，得不到氯化鋁；
由題目信息可知，AlCl₃?6H₂O與SOCl₂混合加熱生成AlCl₃、HCl、SO₂．

解答：解：（1）可逆反應3CO（g）+Fe₂O₃（s）?2Fe（s）+3CO₂（g）的化學平衡常數(shù)k=

c3(CO2)

c3(CO)

，
故答案為：

c3(CO2)

c3(CO)

；
（2）根據(jù)工藝流程可知氯化爐的產物，經冷卻、升華可制備無水AlCl₃，說明氯化爐的產物中含有A1C1₃，冷凝器尾氣含有CO，所以Al₂O₃、C1₂和C反應，生成A1C1₃和CO，反應方程式為A1₂O₃+3C1₂+3C

高溫  .

 2A1C1₃+3CO，反應中氯元素化合價由0價降低為-1價，氯氣是氧化劑，故生成1mol AlCl₃時轉移電子為1mol×3=3mol，
Cl₂有強氧化性，將SO₃^2-氧化為SO₄^2-，自身被還原為C1^-，反應離子方程式為SO₃^2-+C1₂+H₂O═SO₄^2-+2C1^-+2H⁺，
故答案為：3；SO₃^2-+C1₂+H₂O═SO₄^2-+2C1^-+2H⁺；
（3）由工藝流程可知，升華器中主要含有AlCl₃和FeCl₃，加入少量Al除去FeCl₃，Al與FeCl₃反應生成Fe、AlCl₃，反應方程式為Al+FeCl₃

高溫  .

AlCl₃+Fe，
故答案為：Al+FeCl₃

高溫  .

AlCl₃+Fe；
（4）AlCl₃的水解，直接加熱，水解徹底生成氫氧化鋁，得不到氯化鋁，必須在氯化氫的氣流中加熱，目的是抑制AlCl₃的水解，
由題目信息可知，AlCl₃?6H₂O與SOCl₂混合加熱生成AlCl₃、HCl、SO₂，反應方程式為AlCl₃?6H₂O+6SOCl₂

△  .

AlCl₃+12HCl↑+6SO₂↑，
故答案為：抑制AlCl₃的水解，AlCl₃?6H₂O+6SOCl₂

△  .

AlCl₃+12HCl↑+6SO₂↑．

點評：本題考查化學平衡常數(shù)、對工藝流程的理解與條件控制、常用化學用語等，難度中等，理解工藝流程是解題的關鍵，是對學生綜合能力的考查，需要學生具備扎實的基礎，對學生的分析問題、解決問題的能力有較高的要求．