Question

無水AICl₃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Al₂O₃和Fe₂O₃）和石油焦（主要成分是碳單質）制備無水AlCl₃的流程如下：

（1）在焙燒爐中發生反應：①Fe₂O₃(S) +3C(s) 2Fe(s) +3CO(g)；
②3CO(g)+Fe₂O₃(s) 2Fe(s)+3CO₂(g).
則反應②的平衡常數的表達式為K=        。
（2）Al₂O₃、Cl₂和C在氯化爐中高溫下發生反應，當生成1molAlCl₃時轉移       mol電子；爐氣中含有大量CO和少量Cl₂，可用Na₂SO₃溶液除去Cl₂，其離子方程式為：       。
（3）升華器中發生反應的化學方程式為                    。
（4）工業上另一種由鋁灰為原料制備無水AlCl₃工藝中，最后一步是由AlCl₃·6H₂O脫去結晶水制備無水AICl₃，此反應必須在氯化氫的氣流中加熱，其原因是                  。
已知SOCl₂為無色液體且極易與水反應生成HC1和SO₂，AlC1₃·6H₂O與SOCl₂混合加熱可制取無水AlCl₃，寫出該反應的化學方程式：                         。

Answer 1

 
（1）c³(CO₂)/c³(CO)
（2）3     SO₃^2-+Cl₂+H₂O=SO₄^2-+2Cl^-+2H⁺
（3）Al+FeCl₃AlCl₃+Fe
（4）抑制AlCl₃水解      AlCl₃·6H₂O+6SOCl₂AlCl₃+12HCl↑+6SO₂↑

試題分析：本題是借助工業流程設計化學用語、反應條件的相關基礎知識。（1）平衡常數表達式中注意狀態的一致性，即氣態體系中表達式中不出現固態和液態物質；（2）Cl₂發生還原反應生成 AlCl₃，氯元素化合價由0價到-1價，得到1個電子，故1molAlCl₃時轉移3mol電子；（3）根據流程反應物應為FeCl₃和Al，產物是AlCl₃和Fe，注意AlCl₃為氣態；（4）AlCl₃易水解，加熱生成的HCl揮發，促使平衡正向移動生成Al(OH)3，故采用通入HCl，抑制AlCl₃水解。