Question

無水A1C1₃可用作有機合成的催化劑，食品膨松劑等．工業上由鋁土礦（主要成分是A1₂O₃和Fe₂O₃）和石油焦（主要成分是碳單質）制備無水A1C1₃的流程如下

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

 

．
（2）氯化爐中A1₂O₃，C1₂和C在高溫下反應的化學方程式為

 

；其爐氣中含有大量CO和少量C1₂，可用

 

溶液除去C1₂，并回收CO．
（3）升華器中主要含有A1C1₃和FeC1₃，需加入一定量A1，其目的是

 

．
（4）工業上另一種由鋁灰為原料制備無水A1C1₃工藝中，最后一步是由A1C1₃6H₂O脫去結晶水制備無水A1C1₃，直接加熱不能得到無水A1C1₃，其原因是

 

．已知SOC1₂為無色液體且極易與水反應生成HC1和SO₂，A1C1₃6H₂O與SOC1₂混合加熱可制取無水A1C1₃，寫出該反應的化學方程式：

 

．

Answer 1

分析：（1）化學平衡常數，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次冪的乘積除以各反應物濃度的化學計量數次冪的乘積所得的比值，據此書寫，注意固體、醇液體不需要寫出；
（2）根據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；
（3）升華器AlCl₃的水解，直接加熱，水解徹底生成氫氧化鋁，得不到氯化鋁；
（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）解：（1）可逆反應3CO（g）+Fe₂O₃（s）?2Fe（s）+3CO₂（g）的化學平衡常數k=

c3(CO2)

c3(CO)

，
故答案為：

c3(CO2)

c3(CO)

；
（2）根據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，故答案為：A1₂O₃+3C1₂+3C

高溫  .

 2A1C1₃+3CO；
（3）升華器中主要含有AlCl₃和FeCl₃，FeCl₃熔點、沸點較低，升華制備無水AlCl₃，應除FeCl₃去．所以加入少量Al目的是除去FeCl₃，故答案為：除去FeCl₃；
（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：Al³⁺發生水解； AlCl₃?6H₂O+6SOCl₂=AlCl₃+12HCl↑+6SO₂↑．

點評：本題考查了考生對自己存儲的知識，進行分解、遷移轉換、重組，使問題得到解決的應用能力，體現出化學是真實的．能夠通過對生產、生活和科學實驗中化學現象以及相關數據和圖形等的觀察，獲取有關的感性知識和印象，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用的能力．