Question

10．利用廢鋁箔（主要成分為Al、少量的Fe、Si等）既可制取有機(jī)合成催化劑AlBr₃又可制取凈水劑硫酸鋁晶體[A1₂（SO₄）₃•18H₂O]．
Ⅰ．實(shí)驗(yàn)室制取無(wú)色的無(wú)水AlBr₃（熔點(diǎn)：97.5℃，沸點(diǎn)：263.3～265℃）可用如圖1所示裝置，主要實(shí)驗(yàn)步驟如下：
步驟l：將鋁箔剪碎，用CCl₄浸泡片刻，干燥，然后投入到燒瓶6中．
步驟2：從導(dǎo)管口7導(dǎo)入氮?dú)�，同時(shí)打開導(dǎo)管口l和4放空，一段時(shí)間后關(guān)閉導(dǎo)管口7和1；導(dǎo)管口4接裝有P₂O₅的干燥管．
步驟3：從滴液漏斗滴入一定量的液溴于燒瓶6中，并保證燒瓶中鋁過(guò)剩．
步驟4：加熱燒瓶6，回流一定時(shí)間．
步驟5：將氮?dú)獾牧鲃?dòng)方向改為從導(dǎo)管口4到導(dǎo)管口l．將裝有P₂O₅的干燥管與導(dǎo)管口1連接，將燒瓶6加熱至270℃左右，使溴化鋁蒸餾進(jìn)入收集器2．
步驟6：蒸餾完畢時(shí)，在繼續(xù)通入氮?dú)獾那闆r下，將收集器2從3處拆下，并立即封閉3處．
（1）步驟l中，鋁箔用CCl₄浸泡的目的是除去鋁箔表面的油脂等有機(jī)物．
（2）步驟2操作中，通氮?dú)獾哪康氖桥懦鲅b置中含有水蒸氣的空氣．
（3）步驟3中，該實(shí)驗(yàn)要保證燒瓶6中鋁箔過(guò)剩，其目的是保證溴完全反應(yīng)，防止溴過(guò)量混入溴化鋁中．
（4）步驟4依據(jù)何種現(xiàn)象判斷可以停止回流操作5的管中回流液呈無(wú)色（或燒瓶6中物質(zhì)呈無(wú)色）．
（5）步驟5需打開導(dǎo)管口l和4，并從4通入N₂的目的是將AlBr₃蒸氣導(dǎo)入裝置2中并冷凝．
Ⅱ．某課外小組的同學(xué)擬用廢鋁箔制取硫酸鋁晶體，已知鋁的物種類別與溶液pH關(guān)系如圖2所示．實(shí)驗(yàn)中可選用的試劑：①處理過(guò)的鋁箔；②2.0mol•L^-1硫酸；③2.0mol•L^-1NaOH溶液．
（6）由鋁箔制備硫酸鋁晶體的實(shí)驗(yàn)步驟依次為：
①稱取一定質(zhì)量的鋁箔于燒杯中，分次加入2.0mol•L^-1NaOH溶液，加熱至不再產(chǎn)生氣泡為止．
②過(guò)濾．    ③濾液用2.0mol/L硫酸在不斷攪拌下調(diào)到pH4-10左右．
④過(guò)濾、洗滌．    ⑤沉淀中不斷加入2.0mol/L硫酸，至恰好溶解．
⑥蒸發(fā)濃縮． ⑦冷卻結(jié)晶．  ⑧過(guò)濾、洗滌、干燥．

Answer 1

分析 I．（1）鋁箔表面會(huì)有油污，根據(jù)相似相溶原理知，有機(jī)溶質(zhì)易溶于有機(jī)溶劑；
（2）溴化鋁易水解生成氫氧化鋁和HBr；
（3）如果溴過(guò)量，溴易混入溴化鋁中；
（4）當(dāng)5的管中回流液呈無(wú)色或燒瓶6中物質(zhì)呈無(wú)色，說(shuō)明可以停止回流；
（5）將溴化鋁蒸汽導(dǎo)入裝置2中并冷凝得到溴化鋁；
II．（6）③根據(jù)圖片知，pH在4-10時(shí)生成氫氧化鋁沉淀；
⑥從溶液中獲得晶體采用加熱濃縮、冷卻結(jié)晶的方法．

解答 解：I．（1）鋁箔表面易沾有油脂，油脂屬于有機(jī)物，根據(jù)相似相溶原理知，有機(jī)溶質(zhì)易溶于有機(jī)溶劑，所以用四氯化碳除去鋁箔表面的油脂，
故答案為：除去鋁箔表面的油脂等有機(jī)物；
（2）溴化鋁易水解生成氫氧化鋁和HBr，為防止溴化物在空氣中的水蒸氣中水解，用氮?dú)鈱⒀b置中空氣（含水蒸氣）排出，
故答案為：排出裝置中含有水蒸氣的空氣；
（3）如果溴過(guò)量，溴易混入溴化鋁中，所以為保證液溴完全反應(yīng)，該實(shí)驗(yàn)要保證燒瓶中鋁箔過(guò)剩，
故答案為：保證溴完全反應(yīng)，防止溴過(guò)量混入溴化鋁中；
（4）當(dāng)5的管中回流液呈無(wú)色或燒瓶6中物質(zhì)呈無(wú)色，說(shuō)明溴恰好完全反應(yīng)，則可以停止回流，
故答案為：5的管中回流液呈無(wú)色（或燒瓶6中物質(zhì)呈無(wú)色）；
（5）步驟5需打開導(dǎo)管口l和4，利用壓強(qiáng)差將溴化鋁蒸汽導(dǎo)入裝置2并冷凝得到溴化鋁，
故答案為：將AlBr₃蒸氣導(dǎo)入裝置2中并冷凝；
II．（6）③根據(jù)圖片知，pH在4-10時(shí)生成氫氧化鋁沉淀，所以該步驟是向溶液中滴加稀硫酸并調(diào)節(jié)溶液pH為4-10，從而得到氫氧化鋁沉淀，
故答案為：濾液用2.0mol/L硫酸在不斷攪拌下調(diào)到pH4-10左右；
⑥沉淀中不斷加入2.0mol/L硫酸，至恰好溶解，從溶液中獲得晶體采用加熱濃縮、冷卻結(jié)晶的方法，所以該操作為蒸發(fā)濃縮，故答案為：沉淀中不斷加入2.0mol/L硫酸，至恰好溶解．

點(diǎn)評(píng) 本題考查AlBr₃、硫酸鋁制備實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)，側(cè)重考查學(xué)生制備、操作等基本能力，明確實(shí)驗(yàn)原理是解本題關(guān)鍵，題目難度中等．