工业上由铝土矿(主要成分是Al2O3和Fe2O3)和焦炭制备无水AlCl3的流程如下:
已知:AlCl3,FeCl3,分别在183℃、315℃升华
(1)在焙烧炉中发生反应:
①Fe2O3(s)+3C(s)2Fe(s)+3CO(g) △H=-492.7kJ/mol
②3CO(g)+ Fe2O3(s)2Fe(s)+3CO2(g) △H=+25.2kJ/mol
反应2Fe2O3(s)+3C(s)4Fe(s)+3CO2(g) △H=___________kJ/mol。
(2)①Al2O3,Cl2和C在氯化炉中高温下发生反应,当生成1molAlCl3时转移______mol电子;炉气中含有大量CO和少量Cl2,可用Na2SO3溶液除去Cl2,其离子方程式为_______。在温度约为700℃向升华器中加入铝粉,发生反应的化学方程式为 。充分反应后温度降至_____以下(填“183℃、315℃之一),开始分离收集AlCl3。
②将AlCl3· 6H2O溶于浓硫酸进行蒸馏,也能得到一定量的无水AlCl3,此原理是利用浓硫酸下列性质中的 (填字母序号)。
①氧化性 ②吸水性 ③难挥发性 ④脱水性
a.只有① b.只有② c.只有②③ d.只有②③④
(3)海洋灯塔电池是利用铝、石墨为电极材料,海水为电解质溶液,构成电池的其正极反应式________,与铅蓄电池相比.释放相同电量时,所消耗金属电极材料的质量比m(Al): m(Pb)=__________________。
(1)-467.5
(2)①3 Cl2+SO32-+H2O=2Cl-+SO42-+2H+ Al+FeCl3=Fe+AlCl3 315℃ ②c
(3)O2+4e-+2H2O=4OH- 2:23
(1)由①+②得所求方程式,所以△H=-467.5kJ·mol
(2)① 由2Al2O3+3Cl2+3C=2AlCl3+3CO知,生成2molAlCl3转移电子数为6,则1mol AlCl3时转移3mol电子;根据题意得:Cl2+SO32-+H2O=2Cl-+SO42-+2H+;Al+FeCl3=Fe+AlCl3由于AlCl3升华而FeCl3不升华,温度在应315℃以下。
②此处只用到吸水性,难挥发性。
(3)氧气在中性溶液中正极反应:O2+4e-+2H2O=4OH-;设都放出6mole-,需要Al 2mol,Pb 3mol,其质量比为2mol×27g/mol:3mol×207g/mol=2:23。