Question

16．AlCl₃常作為有機合成和石油工業(yè)的催化劑，并用于處理潤滑油等．
已知無水AlCl₃是白色晶體，易吸收水分，在178℃升華．裝有無水AlCl₃的試劑瓶久置潮濕的空氣中會自動爆炸并產生大量白霧．工業(yè)上由金屬Al和氯氣作用制取，或由無水HCl氣流與熔融金屬Al作用而制得．
某課外興趣小組在實驗室里通過下列裝置制取少量純凈的無水AlCl₃．（其中B中盛有飽和食鹽水）

（1）寫出無水HCl氣流與熔融金屬Al作用的化學方程式6HCl+2Al$\frac{\underline{\;熔融\;}}{\;}$2AlCl₃+3H₂↑
（2）A裝置中發(fā)生的反應的離子方程式為：MnO₂+4H⁺+2Cl^-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Mn²⁺+Cl₂↑+2H₂O．
（3）若要收集一集氣瓶純凈的氯氣，從A到F裝置中選取裝置進行重新組裝，必須依次選用的裝置是A、B、C、E、F
（4）若用如圖裝置來制備純凈的AlCl₃，還缺少的實驗儀器是酒精燈，畫出裝置圖F并標注所盛藥品
（5）在D管內發(fā)生反應的化學方程式為：2Al+3Cl₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2AlCl₃．
（6）無水AlCl₃在潮濕空氣中會產生大量白霧，有關反應的化學方程式為：AlCl₃+3H₂O═Al（OH）₃+3HCl．
（7）若D中放入熾熱的焦炭，由A裝置導出的氯氣只經過 B 后就直接進入 D管，在D管中生成氣體甲和氣體乙，已知氣體甲能使澄清石灰水變渾濁，寫出D管中發(fā)生的反應C+2Cl₂+2H₂O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO₂+4HCl．
（8）將D管中產生的氣體（不考慮多余的氯氣）持續(xù)通入含物質的量為b mol的NaAlO₂溶液中，能觀察到先沉淀后溶解，通入的氣體從開始沉淀到沉淀剛好完全溶解，消耗氣體總物質的量最少是4bmol．

Answer 1

分析 B裝置中盛放飽和食鹽水，則A裝置用于制取氯氣，實驗室用濃鹽酸和二氧化錳制取氯氣，生成的氯氣中含有HCl，用飽和食鹽水除去氯氣中的HCl，C裝置干燥氯氣，D中Al和氯氣在加熱條件下反應生成氯化鋁，E中收集氯化鋁晶體，F中處理尾氣，且吸收空氣中水蒸氣；
（1）無水HCl氣流與熔融金屬Al作用生成氯化鋁和氫氣，根據反應物、生成物和反應條件書寫方程式；
（2）A裝置中二氧化錳和濃鹽酸在加熱條件下反應生成氯化錳、氯氣和水；
（3）若要收集一集氣瓶純凈的氯氣，用A制取氯氣、B除雜、C干燥氯氣、E收集氣體、F處理尾氣；
（4）若用如圖裝置來制備純凈的AlCl₃，在D處需要加熱，裝置圖F能吸收氯氣和水蒸氣；
（5）在D管內Al和氯氣反應生成氯化鋁；
（6）無水AlCl₃在潮濕空氣中會產生大量白霧，原因是氯化鋁和水發(fā)生水解反應生成氫氧化鋁和HCl；
（7）若D中放入熾熱的焦炭，由A裝置導出的氯氣只經過 B 后就直接進入 D管，在D管中生成氣體甲和氣體乙，已知氣體甲能使澄清石灰水變渾濁，則甲是二氧化碳，C和水蒸氣在加熱條件下反應生成二氧化碳和氫氣，氫氣和氯氣反應生成HCl，則乙是HCl；
（8）將D管中產生的氣體（不考慮多余的氯氣）持續(xù)通入含物質的量為b mol的NaAlO₂溶液中，能觀察到先沉淀后溶解，通入的氣體從開始沉淀到沉淀剛好完全溶解，
發(fā)生的反應有Cl₂+H₂O=HCl+HClO、4HCl+NaAlO₂=AlCl₃+NaCl+2H₂O，
根據這兩個方程式得4Cl₂+2H₂O+NaAlO₂=4HClO+AlCl₃+NaCl，根據氯氣和偏鋁酸鈉的關系式計算．

解答 解：B裝置中盛放飽和食鹽水，則A裝置用于制取氯氣，實驗室用濃鹽酸和二氧化錳制取氯氣，生成的氯氣中含有HCl，用飽和食鹽水除去氯氣中的HCl，C裝置干燥氯氣，D中Al和氯氣在加熱條件下反應生成氯化鋁，E中收集氯化鋁晶體，F中處理尾氣，且吸收空氣中水蒸氣；
（1）無水HCl氣流與熔融金屬Al作用生成氯化鋁和氫氣，根據反應物、生成物和反應條件書寫方程式為6HCl+2Al  $\frac{\underline{\;熔融\;}}{\;}$2AlCl₃+3H₂↑，
故答案為：6HCl+2Al  $\frac{\underline{\;熔融\;}}{\;}$2AlCl₃+3H₂↑；
（2）A裝置中二氧化錳和濃鹽酸在加熱條件下反應生成氯化錳、氯氣和水，離子方程式為MnO₂+4H⁺+2Cl^-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$ Mn²⁺+Cl₂↑+2H₂O，
故答案為：MnO₂+4H⁺+2Cl^-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$ Mn²⁺+Cl₂↑+2H₂O；
（3）若要收集一集氣瓶純凈的氯氣，用A制取氯氣、B除雜、C干燥氯氣、E收集氣體、F處理尾氣，所以需要的裝置是A、B、C、E、F，故答案為：A、B、C、E、F；
（4）若用如圖裝置來制備純凈的AlCl₃，在D處需要加熱，所以D處需要酒精燈，裝置圖F能吸收氯氣和水蒸氣，F中加入的物質是堿石灰，F裝置為，
故答案為：酒精燈；；
（5）在D管內Al和氯氣反應生成氯化鋁，反應方程式為2Al+3Cl₂ $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2AlCl₃，故答案為：2Al+3Cl₂ $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2AlCl₃；
（6）無水AlCl₃在潮濕空氣中會產生大量白霧，原因是氯化鋁和水發(fā)生水解反應生成氫氧化鋁和HCl，生成的HCl遇水蒸氣形成霧，反應方程式為AlCl₃+3H₂O═Al（OH）₃+3HCl，
故答案為：AlCl₃+3H₂O═Al（OH）₃+3HCl；
（7）若D中放入熾熱的焦炭，由A裝置導出的氯氣只經過 B 后就直接進入 D管，在D管中生成氣體甲和氣體乙，已知氣體甲能使澄清石灰水變渾濁，則甲是二氧化碳，C和水蒸氣在加熱條件下反應生成二氧化碳和氫氣，氫氣和氯氣反應生成HCl，則乙是HCl，反應方程式為C+2Cl₂+2H₂O $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO₂+4HCl，
故答案為：C+2Cl₂+2H₂O $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO₂+4HCl；
（8）將D管中產生的氣體（不考慮多余的氯氣）持續(xù)通入含物質的量為b mol的NaAlO₂溶液中，能觀察到先沉淀后溶解，通入的氣體從開始沉淀到沉淀剛好完全溶解，
發(fā)生的反應有Cl₂+H₂O=HCl+HClO、4HCl+NaAlO₂=AlCl₃+NaCl+2H₂O，
根據這兩個方程式得4Cl₂+2H₂O+NaAlO₂=4HClO+AlCl₃+NaCl，根據氯氣和偏鋁酸鈉的關系式知，bmol偏鋁酸鈉完全反應最少消耗氯氣4bmol，
故答案為：4b．

點評 本題考查物質制備，為高頻考點，側重考查學生獲取信息、篩選信息、利用信息解答問題能力，明確化學反應原理、元素化合物性質、物質之間的轉化是解本題關鍵，注意：如果沒有裝置F，會導致E中氯化鋁和水蒸氣反應且會污染空氣，注意（8）題發(fā)生的反應，題目難度不大．