Question

工業(yè)上通常以鋁土礦（主要成分為Al₂O₃，含有少量Fe₂O₃、SiO₂等雜質(zhì)）為原料制備無水氯化鋁：
2Al₂O₃+6Cl₂4AlCl₃+3O₂↑．回答以下問題：
（1）畫出Al的原子結(jié)構(gòu)示意圖______；Cl元素在元素周期表第______周期______族．
（2）為促進反應(yīng)的進行，實際生產(chǎn)中需加入焦炭，其原因是______．
（3）加入焦炭后的化學反應(yīng)可表示為Al₂O₃+C+Cl₂AlCl₃+X↑，設(shè)計實驗確定氣體X的成分：______．
（4）在提純AlCl₃粗產(chǎn)品時，需加入少量鋁粉，可使熔點較低的FeCl₃轉(zhuǎn)化為熔點較高的FeCl₂，從而避免在AlCl₃中混入鐵的氯化物．該反應(yīng)的化學方程式為______．
（5）以鋁土礦為原料可以通過以下途徑提純氧化鋁：
①寫出濾液甲中溶質(zhì)的化學式______．
②寫出濾液乙中加入過量氨水得到Al（OH）₃的離子方程式______．

Answer 1

解：（1）鋁是13號元素，原子結(jié)構(gòu)示意圖為：，氯元素是17號元素，位于第三周期，第ⅦA族，故答案為：；三，ⅦA；
（2）碳可以與O₂反應(yīng)，有利于氧化鋁和氯氣之間的反應(yīng)正向進行，故答案為：碳與O₂反應(yīng)，有利于反應(yīng)正向進行；
（3）根據(jù)原子守恒，Al₂O₃、C1₂和C反應(yīng)會生成A1C1₃，還會生成碳的氧化物，氣體X可能為CO、CO₂或兩者的混合物，故答案為：CO、CO₂或兩者的混合物，
將生成氣體依次通過澄清石灰水、灼熱的CuO粉末，如溶液變渾濁，則X中存在CO₂，如黑色CuO粉末變成紅色粉末，則X中存在CO；
（4）金屬鋁和氯化鐵之間的氧化還原反應(yīng)為：Al+3FeCl₃=AlCl₃+3FeCl₂，故答案為：Al+3FeCl₃=AlCl₃+3FeCl₂；
（5）①金屬鋁可以和氫氧化鈉發(fā)生反應(yīng)生成偏鋁酸鈉和氫氣，二氧化硅可以和氫氧化鈉發(fā)生反應(yīng)生成硅酸鈉和氫氣，故濾液甲的成分是NaAlO₂、Na₂SiO₃、NaOH，
故答案為：NaAlO₂、Na₂SiO₃、NaOH；
②NaAlO₂、Na₂SiO₃、NaOH中加入過量的稀鹽酸，得到的濾液是氯化鋁、氯化鈉、鹽酸的混合物，所以濾液乙中加入氨水，發(fā)生反應(yīng)：Al³⁺+3NH₃?H₂O=Al（OH）₃↓+3NH₄⁺，故答案為：Al³⁺+3NH₃?H₂O=Al（OH）₃↓+3NH₄⁺．
分析：（1）根據(jù)原子結(jié)構(gòu)示意圖的畫法來回答，元素的周期數(shù)=電子層數(shù)，族序數(shù)=最外層電子數(shù)；
（2）根據(jù)焦炭在一定的條件下可以喝氧氣發(fā)生反應(yīng)來回答；
（3）根據(jù)原子守恒，Al₂O₃、C1₂和C反應(yīng)會生成A1C1₃，還會生成碳的氧化物；
（4）根據(jù)題目信息書寫化學方程式；
（5）金屬鋁可以和氫氧化鈉發(fā)生反應(yīng)生成偏鋁酸鈉和氫氣，二氧化硅可以和氫氧化鈉發(fā)生反應(yīng)生成硅酸鈉和氫氣，可溶性的鋁鹽可以喝氨水反應(yīng)制得氫氧化鋁，據(jù)此來回答．
點評：本題考查了考生對自己存儲的知識，進行分解、遷移轉(zhuǎn)換、重組，使問題得到解決的應(yīng)用能力，難度較大．