Question

3．無水AlCl₃是一種重要的有機(jī)合成催化劑，該物質(zhì)在183℃時(shí)升華，遇潮濕空氣即產(chǎn)生大量自霧．某中學(xué)化學(xué)興趣小組擬利用中學(xué)常見儀器設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)制備無水AlCl₃，實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示．

請回答下列題：
（1）制備實(shí)驗(yàn)開始時(shí)，先檢查裝置的氣密性，接下來的操作依次是acbd．
a．加入MnO₂粉末  b．點(diǎn)燃A中酒精燈  c．加入濃鹽酸 d．點(diǎn)燃D處酒精燈
（2）寫出A裝置中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式：MnO₂+4HCl$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O．
（3）裝置B 和C中的試劑分別是飽和食鹽水、濃硫酸．
（4）甲同學(xué)認(rèn)為F和G可以用一種儀器替代，且加入一種藥品即可達(dá)到相同效果．這種藥品可以是堿石灰．
（5）E中得到少量白色粉末，打開軟木塞后可明顯觀察到錐形瓶中有白霧產(chǎn)生，用化學(xué)方程式表示其原因AlCl₃+3H₂O=Al（OH）₃+3HCl．
（6）制備過程中隨著鹽酸的濃度下降，氯氣的制取反應(yīng)會停止．為測定殘余液中鹽酸的濃度，某同學(xué)量取殘余液10.00mL，加水稀釋到250.00mL．然后從中取出20.00mL，用0.1000mol/L的NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行滴定，終點(diǎn)時(shí)消耗NaOH溶液24.00mL．則該殘余液體中鹽酸的濃度為3.00mol•L^-1．

Answer 1

分析 根據(jù)實(shí)驗(yàn)裝置圖可知，該實(shí)驗(yàn)中用濃鹽酸與二氧化錳反應(yīng)生成氯氣，氯氣中有氯化氫、水等雜質(zhì)，先用飽和食鹽水除氯化氫，再用濃硫酸干燥，氯氣與鋁反應(yīng)制得氯化鋁，反應(yīng)的尾氣中有氯氣用氫氧化鈉吸收，為防止氯化鋁與氫氧化鈉溶液中的水蒸汽反應(yīng)，所以在收集裝置和尾氣吸收裝置之間加一干燥裝置，
（1）實(shí)驗(yàn)開始時(shí)先要將裝置中的空氣排盡，防止空氣中的水蒸汽與生成的氯化鋁反應(yīng)；
（2）A中發(fā)生濃鹽酸和二氧化錳的反應(yīng)，生成氯化錳、氯氣和水；
（3）裝置B是除去氯化氫氣體，裝置C是干燥氣體，據(jù)此答題；
（4）根據(jù)所給的裝置圖可知，因?yàn)槁然�鋁易發(fā)生水解，故應(yīng)該防止空氣中的水蒸氣進(jìn)入E裝置，而G是吸收空氣中的CO₂，所以可以加入堿石灰來代替F和G的作用；
（5）E中收集到的氯化鋁粉末，打開軟木塞后，氯化鋁與空氣中的水蒸汽發(fā)生水解反應(yīng)；
（6）根據(jù)鹽酸與氫氧化鈉發(fā)生中和反應(yīng)中用掉的氫氧化鈉的物質(zhì)的量可計(jì)算出殘余液體中鹽酸的物質(zhì)的量，進(jìn)而確定其濃度．

解答 解：根據(jù)實(shí)驗(yàn)裝置圖可知，該實(shí)驗(yàn)中用濃鹽酸與二氧化錳反應(yīng)生成氯氣，氯氣中有氯化氫、水等雜質(zhì)，先用飽和食鹽水除氯化氫，再用濃硫酸干燥，氯氣與鋁反應(yīng)制得氯化鋁，反應(yīng)的尾氣中有氯氣用氫氧化鈉吸收，為防止氯化鋁與氫氧化鈉溶液中的水蒸汽反應(yīng)，所以在收集裝置和尾氣吸收裝置之間加一干燥裝置，
（1）實(shí)驗(yàn)開始時(shí)先要將裝置中的空氣排盡，防止空氣中的水蒸汽與生成的氯化鋁反應(yīng)，所以操作依次是acbd，
故答案為：acbd；
（2）A中發(fā)生濃鹽酸和二氧化錳的反應(yīng)，生成氯化錳、氯氣和水，反應(yīng)方程式為MnO₂+4HCl$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O，
故答案為：MnO₂+4HCl$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O；
（3）根據(jù)上面的分析可知，B裝置中的試劑為飽和食鹽水，B裝置中的試劑為濃硫酸，
故答案為：飽和食鹽水；濃硫酸；
（4）因?yàn)槁然�鋁易發(fā)生水解，故應(yīng)該防止空氣中的水蒸氣進(jìn)入E裝置，而G是吸收反應(yīng)剩余的氯氣，所以可以加入堿石灰或氧化鈣來代替F和G的作用，
故答案為：堿石灰或氧化鈣；
（5）E中收集到的氯化鋁粉末，打開軟木塞后，氯化鋁與空氣中的水蒸汽發(fā)生水解反應(yīng)，所以可以看到錐形瓶中有白霧產(chǎn)生，反應(yīng)方程式為AlCl₃+3H₂O=Al（OH）₃+3HCl，
故答案為：AlCl₃+3H₂O=Al（OH）₃+3HCl；
（6）由題意可知，發(fā)生中和反應(yīng)的氫氧化鈉的物質(zhì)的量為0.1000mol/L×24.00×10^-3L=2.400×10^-3mol，則10.00mL殘余液體中鹽酸的物質(zhì)的量為$\frac{250}{20}$×2.400×10^-3mol=3.00×10^-2mol，所以殘余液體中鹽酸的物質(zhì)的量濃度為$\frac{3.00×1{0}^{-2}}{10.00×1{0}^{-3}}$mol•L^-1=3.00mol•L^-1，
故答案為：3.00mol•L^-1．

點(diǎn)評 本題考查物質(zhì)的制備實(shí)驗(yàn)，側(cè)重于學(xué)生的分析能力和實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ目疾�，為高考常見題型，注意把握實(shí)驗(yàn)的原理和注意事項(xiàng)，難度中等．