Question

【題目】工業(yè)上利用廢鋁屑（含Al、Al2O3、Fe及Fe的氧化物）制取純凈的無水氯化鋁，主要過程如下：

（1）檢驗氯化鋁溶液中是否含有微量的Fe3+，可用的試劑為__________。

（2）操作II的步驟為__________、結晶、過濾、洗滌。

（3）煅燒過程的化學反應方程式為____________________。

（4）在強熱條件下，Al2O3轉化為AlCl3的反應如下：

Al2O3(s)+3Cl2(g)+3C(s)=2AlCl3(g)+3CO(g) △H＞0

Al2O3(s)+3Cl2(g)+ C(s)=2AlCl3(g)+ CO2 (g) △H＜0

工業(yè)上在通氯氣的同時鼓入適量的氧氣，其目的是：

①除去多余的碳粉；②_________。

（5）利用下列試劑設計由廢鋁制備氧化鋁溶液的“一系列操作I”的實驗方案：________。

實驗中可供選擇的試劑:6mol·L-1HCl溶液、3 mol·L-1H2SO4溶液、6mol·L-1NaOH溶液、氨水、H2O、CO2。

（6）AlCl3的熔點為190℃，沸點為183℃。1973年美國Alcoa公司研究出一種新的氯化鋁電解制鋁法。將AlCl3和NaCl、KCl、LiCl混溶電解冶煉鋁，其中NaCl、KCl、LiC的作用是________。

Answer 1

【答案】 KSCN溶液（或苯酚溶液） 蒸發(fā)濃縮 2[AlCl3·6H2O]Al2O3+6HCl↑+9H2O↑ 減少尾氣中的CO含量或利用C、CO與O2反應放出熱量維持反應所需的溫度。 將廢鋁屑溶于適量的6mol·L-1NaOH溶液，充分攪拌，過濾，向濾液中通入足量的CO2，充分反應后過濾，洗滌固體。將所得固體溶于適量的6mol·L-1鹽酸[或：將廢鋁屑溶于適量的6mol·L-1鹽酸（或3mol·L-1H2SO4）溶液，充分攪拌，向所得溶液中加入足量的6mol·L-1 NaOH溶液，充分攪拌后過濾，向濾液中通入足量的CO2，充分反應后過濾，洗滌固體將所得固體溶于適量的6mol·L-1鹽酸]。 增強熔融的導電性。

【解析】考查化學工藝流程，涉及化學反應原理、離子檢驗等知識，（1）檢驗Fe3＋一般用KSCN溶液，如果溶液顯紅色，說明溶液含有Fe3＋；（2）因為是從溶液中得到帶有結晶水的物質，因此操作II是蒸發(fā)濃縮、結晶、過濾、洗滌；（3）煅燒過程中得到氧化鋁，因此反應方程式為：2[AlCl3·6H2O] Al2O3＋6HCl↑＋9H2O；（4）根據(jù)反應，產物中有CO，CO有毒，污染空氣，因此通入適量的氧氣可以減少尾氣中的CO含量，第二個反應是吸熱反應，C、CO與氧氣反應是放熱反應，維持反應所需的溫度；（5）Al和Al2O3可以與NaOH反應，生成NaAlO2，而鐵和鐵的氧化物不與NaOH反應，因此有：將廢鋁屑溶于適量的6mol·L-1NaOH溶液，充分攪拌，過濾，向濾液中通入足量的CO2，充分反應后過濾，洗滌固體。將所得固體溶于適量的6mol·L-1鹽酸；也可以先加入鹽酸，利用氫氧化鋁表現(xiàn)兩性，向與鹽酸反應后的溶液中加入足量的NaOH溶液，過濾，向濾液中通入足量的CO2，得到氫氧化鋁沉淀，加鹽酸溶解，具體操作是：將廢鋁屑溶于適量的6mol·L-1鹽酸（或3mol·L-1H2SO4）溶液，充分攪拌，向所得溶液中加入足量的6mol·L-1 NaOH溶液，充分攪拌后過濾，向濾液中通入足量的CO2，充分反應后過濾，洗滌固體將所得固體溶于適量的6mol·L-1鹽酸；（6）因為AlCl3屬于分子晶體，熔融狀態(tài)下不導電，因此為了增強導電能力，需要加入NaCl、KCl、LiCl。