Question

無水AlCl3可用作有機合成的催化劑，食品膨松劑等。已知AlCl3、FeCl3分別在183℃、315℃時升華，無水AlCl3遇潮濕空氣即產(chǎn)生大量白霧。

I．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(zhì)）制備無水AlCl3的流程如下：

（1）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＝      ▲     。

（2）氯化爐中Al2O3、Cl2和C在高溫下發(fā)生反應的化學方程式為     ▲     ；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     ▲     。

（3）精制無水AlCl3的合格品中，AlCl3的質(zhì)量分數(shù)不得低于96%�，F(xiàn)稱取16.25 g精制后的無水AlCl3樣品，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，其殘留固體質(zhì)量為0.16g。該樣品中AlCl3的質(zhì)量分數(shù)為    ▲     。

II．實驗室可用下列裝置制備無水AlCl3。裝置B、C中應盛放的試劑名稱分別為      ▲     、

     ▲      ，F(xiàn)中所盛放試劑的作用是       ▲        。

Answer 1

【知識點】物質(zhì)制備、實驗常規(guī)

【答案解析】

Ⅰ、⑴K=C3（CO2）/C3（CO）；  ⑵Al2O3+3Cl2+3C2AlCl3+3CO ，SO32-+Cl2+2OH-=SO42-+2Cl-+H2O， ⑶98%；Ⅱ、飽和食鹽水、濃硫酸；防止水蒸氣進入E裝置。

  解析：⑴由于Fe2O3和Fe都是固體，所以3CO(g)+Fe2O3(s)  2Fe(s)+3CO2(g)的平衡常數(shù)的表達式為K=C3（CO2）/C3（CO）； ⑵氯化爐中Al2O3、Cl2和C在高溫下發(fā)生反應，通過看流程圖，確定產(chǎn)物為AlCl3和CO，化學方程式為Al2O3+3Cl2+3C2AlCl3+3CO ，用Na2SO3溶液除去Cl2，二者發(fā)生氧化還原反應，其離子方程式為SO32-+Cl2+2OH-=SO42-+2Cl-+H2O，⑶樣品中含AlCl3的和FeCl3，樣品溶于過量的NaOH溶液，過濾出沉淀物，沉淀物經(jīng)洗滌、灼燒、冷卻、稱重，其殘留固體為Fe2O3質(zhì)量為0.16g。由Fe2O3質(zhì)量計算出FeCl3質(zhì)量為0.325克,樣品中AlCl3的質(zhì)量分數(shù)為(16.25－0.325)÷16.25×100%=98%;

Ⅱ、A裝置制備Cl2,裝置B、C分別為除雜和干燥裝置,所以盛放的試劑分別為飽和食鹽水、濃硫酸，分別出去HCl和H2O；由無水AlCl3遇潮濕空氣即產(chǎn)生大量白霧,說明AlCl3與水反應,所以F中所盛放試劑的作用是:防止水蒸氣進入E裝置。

【思路點撥】本題是一道物質(zhì)制備實驗題，解答實驗題的關(guān)鍵是明確實驗目的。