Question

【题目】（题文）无水AlCl3可用作有机合成的催化剂、食品膨松剂等。

已知:①AlCl3、FeCl3分别在183 ℃、315 ℃时升华；②无水AlCl3遇潮湿空气变质。

Ⅰ. 实验室可用下列装置制备无水AlCl3。

（1）组装好仪器后，首先应_____________，具体操作为_____________________

（2）装置 B中盛放饱和NaCl溶液，该装置的主要作用是__________________。装置C中盛放的试剂是________________。装置F中试剂的作用是__________。若用一件仪器装填适当试剂后也可起到F和G的作用，所装填的试剂为_______

（3）将所制得的无水AlCl3配制溶液时需加入盐酸的目的是_________

Ⅱ. 工业上可由铝土矿(主要成分是Al2O3和Fe2O3)和焦炭制备,流程如下:

（1）氯化炉中Al2O3、Cl2和焦炭在高温下发生反应的化学方程式为___________________

（2）700 ℃时,升华器中物质充分反应后降温实现FeCl3和AlCl3的分离。温度范围应为_______

a.低于183 ℃ b.介于183 ℃和315 ℃之间 c.高于315 ℃

（3）样品(含少量FeCl3)中AlCl3含量可通过下列操作测得(部分物质略去)。

计算该样品中AlCl3的质量分数________(结果用m、n表示,不必化简)。

Answer 1

【答案】检查装置气密性关闭装置A中分液漏斗的活塞，向G中加入蒸馏水没过导管，微热A，一段时间后若G中有气泡冒出，停止加热后导管内有水柱，则气密性良好；除HCl浓硫酸吸收水，防止无水AlCl3遇潮湿空气变质碱石灰抑制铝离子水解Al2O3+3Cl2+3C2AlCl3+3COb×100%或×100%

【解析】

I.（1）此实验中有气体的参与，因此实验之前首先检验装置的气密性；检验气密性的方法，一般采用加热法和液差法两种；（2）利用题中信息，可以完成；（3）从水解的应用角度进行分析；II.（1）根据流程的目的，焦炭在高温下转化成CO，然后根据化合价升降法进行配平；（2）利用AlCl3和FeCl3升华的温度，进行分析；（3）根据元素守恒进行计算。

I.（1）装置A制备氯气，因此需要检验装置的气密性，本实验的气密性的检验方法是：关闭装置A中分液漏斗的活塞，向G中加入蒸馏水没过导管，微热A，一段时间后若G中有气泡冒出，停止加热后导管内有水柱，则气密性良好；（2）A中制备的氯气中混有HCl和H2O，HCl能与Al发生反应，AlCl3遇水易变质，因此必须除去HCl和H2O，装置B的作用是除去氯气中的HCl，装置C的作用是除去水蒸气，即盛放的是浓硫酸。因为AlCl3遇水易变质，因此装置F的作用是防止G中水蒸气进去E装置，使AlCl3变质；氯气有毒，需要吸收尾气，因此装置G的作用是吸收多余的氯气，防止污染空气，如果G和F改为一个装置，应用干燥管，盛放试剂为碱石灰；（3）AlCl3属于强酸弱碱盐，Al3＋发生水解：Al3＋＋3H2OAl(OH)3＋3H＋，加入盐酸的目的是抑制Al3＋的水解；II.（1）流程的目的是制备AlCl3，因此氯化炉中得到产物是AlCl3，焦炭在高温下，生成CO，因此反应方程式为Al2O3+3Cl2+3C2AlCl3+3CO；（2）AlCl3、FeCl3分别在183 ℃、315 ℃时升华，因此进行分离，需要控制温度在183℃到315℃之间，故选项b正确；（3）根据铝元素守恒，AlCl3的物质的量为n×2/102mol，则AlCl3的质量为133.5×2×n/102g，即AlCl3的质量分数为×100%或×100%。