無水*化鋁在生產、生活中應用廣泛。工業上用鋁土礦(主要成分為Al2O3,含有Fe2O3>SiO2 等雜質)製取...
問題詳情:
無水*化鋁在生產、生活中應用廣泛。工業上用鋁土礦(主要成分為Al2O3,含有Fe2O3>SiO2 等雜質)製取無水*化鋁的一種工藝流程示意如下:
已知:
物質 | SiCl4 | AlCl3 | FeCl3 | FeCl2 |
沸點/℃ | 57.6 | 180 (昇華) | 300 (昇華) | 1023 |
(1)*化鋁在水中形成具有淨水作用的*氧化鋁膠體,其反應的離子方程式為:_________________。
(2)步驟I中焙燒使固體水分揮發、氣孔數目增多,其作用是___________________(只要求寫 出一種)。
(3)步驟I中焙燒生成三種固體單質,其中生成非金屬單質的反應的化學方程式為:____________________。
(4)步驟II生成的尾氣中含有Cl2,一定溫度下,Cl2 用足量的NaOH溶液吸收,氧化產物只有NaClO和NaClO3,經測定溶液中ClO-和ClO物質的量濃度之比為3:1,則在Cl2被吸收過程中被還原的*元素和被氧化的*元素物質的量之比為_________________。
(5)結合流程及相關資料分析,步驟II冷卻之後得到的*化鋁(粗品)中含有的主要雜質為_________ (填化學式)。
(6)工業生產過程中需要控制加入鋁粉的量,以提高鋁粉的利用率,從而降低生產成本,“廢渣”的主要成分有NaCl和___________ (填化學式)。
【回答】
A13++3H2OAl(OH)3+3H+ 增大反應物的接觸面積,加快反應速率,使反應充分或防止後續步驟生成的AlCl3水解 SiO2+2CSi+2CO↑ 2:1 FeCl3 FeCl2
【解析】
鋁土礦(主要成分為Al2O3,含有Fe2O3>SiO2等雜質)和焦炭反應,發生置換反應,生成鐵單質,鋁單質等,再加入*氣高溫環境下,反應生成*化鐵,*化矽,*化鋁等,根據物質的沸點可知,*化鐵和*化鋁在步驟II中混合存在。
【詳解】
(1)*化鋁在水中形成具有淨水作用的*氧化鋁膠體,其反應的離子方程式為:A13++3H2OAl(OH)3+3H+。
(2)步驟I中焙燒使固體水分揮發、氣孔數目增多,其作用是增大反應物的接觸面積,加快反應速率,使反應充分或防止後續步驟生成的AlCl3水解。
(3)步驟I中焙燒生成三種固體單質,均為置換反應,其中生成非金屬單質的反應的化學方程式為:SiO2+2CSi+2CO↑。
(4)步驟II生成的尾氣中含有Cl2,一定溫度下,Cl2用足量的NaOH溶液吸收,氧化產物只有NaClO和NaClO3,經測定溶液中ClO-和ClO物質的量濃度之比為3:1,則根據轉移電子數守恆可知,6Cl2+12OH-=3ClO-+ClO3-+8Cl-+6H2O,在Cl2被吸收過程中被還原的*元素和被氧化的*元素物質的量之比為8:4=2:1。
(5)結合沸點可知,步驟II冷卻之後得到的*化鋁(粗品)中含有的主要雜質為 FeCl3。
(6)工業生產過程中需要控制加入鋁粉的量,以提高鋁粉的利用率,從而降低生產成本,鋁粉把*化鐵還原,“廢渣”的主要成分有NaCl和FeCl2。
知識點:鎂和鋁
題型:綜合題