Question

實(shí)驗(yàn)室采用MgCl₂、AlCl₃的混合溶液與過量氨水反應(yīng)制備MgAl₂O₄二主要流程如下:

(1)制備MgAl₂O₄過程中，高溫焙燒時(shí)發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式                           。

(2)如圖所示，過濾操作中的一處錯(cuò)誤是                 。

判斷流程中沉淀是否洗凈所用的試劑是            。高溫焙燒時(shí)，用于盛放固體的儀器名稱是            。

(3)在25℃下，向濃度均為0．01 mol・L^-1的MgCl₂和AlCl₃混合溶液中逐滴加入氨水，先生成__________沉淀(填化學(xué)式)，生成該沉淀的離子方程式______________（已知25℃時(shí)K_sp[Mg(OH)₂]=1.8×10^-11，K_sp[Al(OH)₃]=3×10 ^-34。）

(4)無水AlCl₃(183℃升華)遇潮濕空氣即產(chǎn)生大量白霧，實(shí)驗(yàn)室可用下列裝置制備。

裝置B中盛放飽和NaCl溶液,該裝置的主要作用是          ；F中試劑的作用是           ；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                 _。

(5)將Mg、Cu組成的1.96g混合物投入過量稀硝酸中，充分反應(yīng)后，固體完全溶解時(shí)收集到還原產(chǎn)物NO氣體0.896L（標(biāo)準(zhǔn)狀況），向反應(yīng)后的溶液中加入2mol/L的NaOH溶液80mL時(shí)金屬離子恰好完全沉淀。則形成沉淀的質(zhì)量為                        g。

 

Answer 1

【答案】

(1)   2 Al(OH)₃+Mg (OH)₂ = MgAl₂O₄  + 4H₂O   

(2) 漏斗下端尖嘴未緊貼燒杯內(nèi)壁    AgNO₃溶液(或硝酸酸化的AgNO₃溶液)；坩堝

(3) Al(OH)₃         Al³⁺+ 3NH₃·H₂O＝Al(OH)₃+ 3NH₄⁺

(4) 除去HCl；吸收水蒸氣；堿石灰(或NaOH與CaO混合物)

(5) 4.00g

【解析】

試題分析：（1）根據(jù)流程圖可知：制備MgAl₂O₄過程中，高溫焙燒時(shí)發(fā)生反應(yīng)的物質(zhì)為Al(OH)₃和Mg (OH)₂，化學(xué)方程式為2 Al(OH)₃+Mg (OH)₂ = MgAl₂O₄  + 4H₂O；

（2）過濾操作的要點(diǎn)是“一貼”、“二低”、“三靠”，該裝置的錯(cuò)誤是漏斗下端尖嘴未緊貼燒杯內(nèi)壁；由流程知沉淀表面含有的雜質(zhì)離子為NH₄⁺和Cl^-，檢驗(yàn)沉淀是否洗凈，可檢驗(yàn)最后一次洗滌液是否含有Cl^-，試劑為硝酸酸化的AgNO₃溶液，固體的灼燒應(yīng)在坩堝中進(jìn)行；

（3）根據(jù)25℃時(shí)K_sp[Mg(OH)₂]=1.8×10^-11，K_sp[Al(OH)₃]=3×10 ^-34，當(dāng)Mg²⁺和Al³⁺濃度均為0．01 mol・L^-1時(shí)，生成Mg(OH)₂沉淀時(shí)所需OH^-最小濃度大于生成Al(OH)₃沉淀時(shí)所需OH^-最小濃度，故先生成Al(OH)₃沉淀，離子方程式為Al³⁺+ 3NH₃·H₂O＝Al(OH)₃+ 3NH₄⁺

（4）本實(shí)驗(yàn)的目的是制備無水AlCl₃。結(jié)合題給裝置圖可知實(shí)驗(yàn)原理為：2Al+3Cl₂2AlCl₃，題給信息“無水AlCl₃(183℃升華)遇潮濕空氣即產(chǎn)生大量白霧”，所以制備過程要防止水蒸氣的干擾。裝置圖中A為氯氣的發(fā)生裝置，B用來除去氯氣中的氯化氫，應(yīng)加飽和NaCl溶液，C中盛放濃硫酸除氯氣中的水蒸氣，F(xiàn)裝置中盛濃硫酸用于防止外界空氣中的水蒸氣進(jìn)入反應(yīng)裝置，G為氯氣尾氣處理裝置，F(xiàn)和G裝置可用一個(gè)裝有堿石灰的干燥管或U形管來代替；

（5）該小題屬于計(jì)算題。分析題意知：在反應(yīng)過程中Mg和Cu均失兩個(gè)電子生成Mg²⁺和Cu²⁺，Mg²⁺和Cu²⁺都與兩個(gè)OH^-反應(yīng)生成Mg（OH）₂和Cu（OH）₂，即Mg和Cu失電子的物質(zhì)的量和結(jié)合OH^-的物質(zhì)的量相等，又HNO3被還原為NO，生成1molNO得3mol電子�，F(xiàn)收集到還原產(chǎn)物NO氣體0.896L（標(biāo)準(zhǔn)狀況），0.04mol,則得電子的物質(zhì)的量為0.12mol，根據(jù)上述分析和電子守恒得Mg²⁺和Cu²⁺結(jié)合OH^-的物質(zhì)的量為0.12mol,其質(zhì)量為2.04g,根據(jù)質(zhì)量守恒定律知生成Mg（OH）₂和Cu（OH）₂沉淀的質(zhì)量為4.00g。

考點(diǎn)：以無機(jī)工藝流程為載體考查化學(xué)方程式的書寫、化學(xué)實(shí)驗(yàn)和相關(guān)計(jì)算