Question

【題目】（題文）無(wú)水AlCl3可用作有機(jī)合成的催化劑、食品膨松劑等。

已知:①AlCl3、FeCl3分別在183 ℃、315 ℃時(shí)升華；②無(wú)水AlCl3遇潮濕空氣變質(zhì)。

Ⅰ. 實(shí)驗(yàn)室可用下列裝置制備無(wú)水AlCl3。

（1）組裝好儀器后，首先應(yīng)_____________，具體操作為_____________________

（2）裝置 B中盛放飽和NaCl溶液，該裝置的主要作用是__________________。裝置C中盛放的試劑是________________。裝置F中試劑的作用是__________。若用一件儀器裝填適當(dāng)試劑后也可起到F和G的作用，所裝填的試劑為_______

（3）將所制得的無(wú)水AlCl3配制溶液時(shí)需加入鹽酸的目的是_________

Ⅱ. 工業(yè)上可由鋁土礦(主要成分是Al2O3和Fe2O3)和焦炭制備,流程如下:

（1）氯化爐中Al2O3、Cl2和焦炭在高溫下發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為___________________

（2）700 ℃時(shí),升華器中物質(zhì)充分反應(yīng)后降溫實(shí)現(xiàn)FeCl3和AlCl3的分離。溫度范圍應(yīng)為_______

a.低于183 ℃ b.介于183 ℃和315 ℃之間 c.高于315 ℃

（3）樣品(含少量FeCl3)中AlCl3含量可通過下列操作測(cè)得(部分物質(zhì)略去)。

計(jì)算該樣品中AlCl3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)________(結(jié)果用m、n表示,不必化簡(jiǎn))。

Answer 1

【答案】檢查裝置氣密性關(guān)閉裝置A中分液漏斗的活塞，向G中加入蒸餾水沒過導(dǎo)管，微熱A，一段時(shí)間后若G中有氣泡冒出，停止加熱后導(dǎo)管內(nèi)有水柱，則氣密性良好；除HCl濃硫酸吸收水，防止無(wú)水AlCl3遇潮濕空氣變質(zhì)堿石灰抑制鋁離子水解Al2O3+3Cl2+3C2AlCl3+3COb×100%或×100%

【解析】

I.（1）此實(shí)驗(yàn)中有氣體的參與，因此實(shí)驗(yàn)之前首先檢驗(yàn)裝置的氣密性；檢驗(yàn)氣密性的方法，一般采用加熱法和液差法兩種；（2）利用題中信息，可以完成；（3）從水解的應(yīng)用角度進(jìn)行分析；II.（1）根據(jù)流程的目的，焦炭在高溫下轉(zhuǎn)化成CO，然后根據(jù)化合價(jià)升降法進(jìn)行配平；（2）利用AlCl3和FeCl3升華的溫度，進(jìn)行分析；（3）根據(jù)元素守恒進(jìn)行計(jì)算。

I.（1）裝置A制備氯氣，因此需要檢驗(yàn)裝置的氣密性，本實(shí)驗(yàn)的氣密性的檢驗(yàn)方法是：關(guān)閉裝置A中分液漏斗的活塞，向G中加入蒸餾水沒過導(dǎo)管，微熱A，一段時(shí)間后若G中有氣泡冒出，停止加熱后導(dǎo)管內(nèi)有水柱，則氣密性良好；（2）A中制備的氯氣中混有HCl和H2O，HCl能與Al發(fā)生反應(yīng)，AlCl3遇水易變質(zhì)，因此必須除去HCl和H2O，裝置B的作用是除去氯氣中的HCl，裝置C的作用是除去水蒸氣，即盛放的是濃硫酸。因?yàn)?/span>AlCl3遇水易變質(zhì)，因此裝置F的作用是防止G中水蒸氣進(jìn)去E裝置，使AlCl3變質(zhì)；氯氣有毒，需要吸收尾氣，因此裝置G的作用是吸收多余的氯氣，防止污染空氣，如果G和F改為一個(gè)裝置，應(yīng)用干燥管，盛放試劑為堿石灰；（3）AlCl3屬于強(qiáng)酸弱堿鹽，Al3＋發(fā)生水解：Al3＋＋3H2OAl(OH)3＋3H＋，加入鹽酸的目的是抑制Al3＋的水解；II.（1）流程的目的是制備AlCl3，因此氯化爐中得到產(chǎn)物是AlCl3，焦炭在高溫下，生成CO，因此反應(yīng)方程式為Al2O3+3Cl2+3C2AlCl3+3CO；（2）AlCl3、FeCl3分別在183 ℃、315 ℃時(shí)升華，因此進(jìn)行分離，需要控制溫度在183℃到315℃之間，故選項(xiàng)b正確；（3）根據(jù)鋁元素守恒，AlCl3的物質(zhì)的量為n×2/102mol，則AlCl3的質(zhì)量為133.5×2×n/102g，即AlCl3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為×100%或×100%。