题目

题型：不详难度：来源：

氯化铝融盐电解法是以氯化铝为原料，以碱金属或碱土金属氯化物（含少量MgCl₂、KCl、CaCl₂）为电解质进行电解制取铝的方法。
（1）氯化铝融盐电解法需要先制纯氧化铝。以铝土矿（主要成分为Al₂O₃，含有少量Fe₂O₃、SiO₂等杂质）为原料通过以下途径提纯氧化铝：

①依次写出X、Y的成分          ，             。
②如图所示在实验室中进行过滤，操作中的两处错误分别是                 ；                                         。

（2）制备无水氯化铝的反应为：2Al₂O₃+6Cl₂4AlCl₃+3O₂
③为促进该反应的进行，实际生产中需加入焦炭，其原理是                   。
④加入焦炭后的化学反应可表示为Al₂O₃+C+Cl₂AlCl₃+X↑，为确定气体X是否是混合气体，某同学将X依次通过灼热的氧化铜和澄清的石灰水，再根据现象判断。该操作是否正确？（填正确、不正确或无法判断）      ，请说明理由          。
（3）现在工业上通常用电解熔融氧化铝方式制取铝，理论上生产1吨铝消耗的氧化铝的质量_________
（填“大于”、“小于”、“等于”）氯化铝质量。

答案

（10分）（1）①NaOH溶液（1分）； 稀盐酸（1分）
②没有使用玻璃棒引流；滤纸边缘高于漏斗边缘（2分）
（2）③碳与O₂反应，有利于反应正向进行（2分）
④不正确。将生成气体先通过灼热的CuO粉末，若有CO就会生成CO₂，这样就无法确定原来是否有CO₂。（2分） （3）小于（2分）

解析

试题分析：（1）①滤液乙能和氨水反应生成氢氧化铝沉淀，这说明滤液乙中含有铝离子，所以Y应该是盐酸。则滤液甲中含有AlO₂^－和SiO₃^2－，因此X是NaOH。氧化铁和氢氧化钠不反应，过量得到氧化铁。硅酸钠和盐酸反应生成硅酸沉淀，过量得到氯化铝和盐酸的混合液，加入氨气即生成氢氧化铝沉淀。
②根据装置图可知，该装置是过滤装置，因此主要的错误在于没有使用玻璃棒引流，其次滤纸边缘高于漏斗边缘。
（2）③因为在加热的条件下，碳与O₂反应，生成CO或CO₂，降低氧气的浓度，有利于反应正向进行。
④由于在加热的条件下，CO能和氧化铜反应生成CO₂，所以将生成气体先通过灼热的CuO粉末，若有CO就会生成CO₂，这样就无法确定原来是否有CO₂，所以是不正确的。
（3）根据原子守恒可知，1mol氧化铝可以生成2mol氯化铝。1mol氧化铝的质量是102g，2mol氯化铝的质量是2mol×133.5g/mol＝267g，所以氧化铝的质量小于氯化铝的质量。