综合题15.0分
理综

无水氯化铝在生产、生活中应用广泛。

31.氯化铝在水中形成具有净水作用的氢氧化铝胶体,其反应的离子方程式为

32.工业上用铝土矿(主要成分为Al2O3,含有Fe2O3,SiO2等杂质)制取无水氯化铝的一种工艺流程示意如下:

        已知:

①步骤I中焙烧使固体水分挥发、气孔数目增多,其作用是                   (只要求写出一种)。

②步骤II中若不通人氯气和氧气,则反应生成相对原子质量比硅大的单质是    

③已知:

第1小题正确答案及相关解析

正确答案

Al3++3H2OAl (OH)3+3H+

解析

氯化铝是强酸弱碱盐,在溶液中铝离子发生水解反应产生氢氧化铝胶体,胶体具有吸附性,所以能净水,其反应的离子方程式为:Al3++3H2O⇌Al(OH)3+3H+

故答案为:Al3++3H2O⇌Al(OH)3+3H+

考查方向

盐的水解的离子方程式的书写。

解题思路

(1)胶体具有吸附性,氯化铝能净水是因为:氯化铝为强酸弱碱盐,铝离子能水解生成氢氧化铝胶体,据此书写水解方程式;

易错点

水解的离子方程式要书写可逆反应符号。

第2小题正确答案及相关解析

正确答案

A

解析

①步骤1中铝土矿粉和焦炭在300℃焙烧,因后续步骤反应生成氯化铝等强酸弱碱盐易水解,固体水分在焙烧的过程中挥发,防止后续步骤生成的盐水解、气孔数目增多增大反应物的接触面积,加快反应速率,故答案为:防止后续步骤生成的AlCl3水解或增大反应物的接触面积,加快反应速率;

②根据物质中含有的元素组成可知:若步骤Ⅱ中不通入氯气和氧气,Fe2O3与焦炭发生氧化还原反应,则反应生成相对原子质量比硅大的单质是铁,故答案为:Fe或铁;

③Ⅰ、Al2O3(s)+3C(s)=2Al(s)+3CO(g)△H1=+1344.1kJ•mol﹣1

Ⅱ、2AlCl3(g)=2Al(s)+3Cl2(g)△H2=+1169.2kJ•mol﹣1

根据盖斯定律,将Ⅰ﹣Ⅱ可得:Al2O3(s)+3C(s)+3Cl2(g)=2AlCl3(g))+3CO(g)△H=(+1344.1kJ•mol﹣1)﹣(+1169.2kJ•mol﹣1)=+174.9J/mol,

故答案为:Al2O3(s)+3C(s)+3Cl2(g)=2AlCl3(g))+3CO(g)△H=+174.9J/mol;

④步骤Ⅲ经冷却至室温后,气体用足量的NaOH冷溶液吸收,Cl2和NaOH溶液反应生成NaCl、NaClO和H2O,CO2<

考查方向

考查生产流程反应条件的控制、热化方程式的书写、物质反应条件与产物的确定以及物质分离和提纯的方法和基本操作综合应用。

解题思路

用铝土矿制取无水氯化铝工艺流程:铝土矿粉和焦炭在300℃焙烧,固体水分挥发、气孔数目增多,固体混合物和氯气、氧气在950℃加热,Al2O3、Fe2O3和SiO2先被焦炭还原为Al、Fe、Si,该过程生成CO,后Al、Fe、Si分别和Cl2反应生成对应的氯化物,即SiCl4、AlCl3、FeCl3,CO和O2反应生成CO2,后冷却到100℃,尾气为CO2、多余的Cl2,O2,以及SiCl4,AlCl3和FeCl3变成固体,得到氯化铝的粗品,加入氯化钠熔融,铝的金属活动性强于铁,加铝粉,可以将氯化铝的粗品中的氯化铁中的铁置换出来,生成铁和氯化铝,在300℃,废渣为Fe,得到成品氯化铝,

①步骤1中焙烧固体:水分挥发其作用是防止后续步骤生成的水解,气孔数目增多其作用是增大反应物的接触面积,加快反应速率;

②根据物质中含有的元素组成可知:若步骤Ⅱ中不通入氯气和氧气,则焦炭还原氧化铁反应生成相对原子质量比硅大的单质是铁;

③根据盖斯定律结合已知方程式构建目标方程式求解;

④步骤Ⅲ经冷却至室温后,气体用足量的NaOH冷溶液吸收,Cl2和NaOH溶液反应生成NaCl、NaClO和H2O,CO2和NaOH溶液反应生成Na2CO3和H2O;

⑤在氯化铝的粗品中加入NaCl后熔融能降低FeCl3的熔点,由于

易错点

没有掌握热化方程式的书写技巧致错、不能根据题给信息正确书写反应产物。