Question

【题目】某兴趣小组用铝箔制备Al2O3、AlCl3·6H2O及明矾晶体，具体流程如下：

已知：AlCl3·6H2O易溶于水、乙醇及乙醚；明矾在水中的溶解度如下表。

温度/℃	0	10	20	30	40	60	80	90
溶解度/g	3.00	3.99	5.90	8.39	11.7	24.8	71.0	109

请回答：

（1）步骤II中发生的化学方程式___；步骤Ⅲ发生的化学方程式___。

（2）步骤Ⅲ，下列操作合理的是___。

A．坩埚洗净后，无需擦干，即可加入Al(OH)3灼烧

B．为了得到纯Al2O3，需灼烧至恒重

C．若用坩埚钳移动灼热的坩埚，需预热坩埚钳

D．坩埚取下后放在石棉网上冷却待用

E．为确保称量准确，灼烧后应趁热称重

（3）依次加入硫酸溶液、硫酸钾溶液后，步骤Ⅳ的操作是___。

（4）步骤Ⅴ，过滤时，用到的玻璃仪器有___；洗涤时，合适的洗涤剂是___。

（5）步骤Ⅵ，为得到纯净的AlCl3·6H2O，宜采用的干燥方式是___。

（6）由于无水AlCl3(183℃升华)遇潮湿空气即产生大量白雾，实验室需用下列装置制备。

①装置A中发生反应的离子方程式为___。

②装置B中盛放饱和NaCl溶液，该装置的主要作用是___。

③F中试剂的作用是___，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___。

Answer 1

【答案】NaAlO2＋2H2O＋CO2=Al(OH)3↓＋NaHCO3 2Al(OH)3Al2O3+3H2O BCD 加热浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥 烧杯，玻璃棒，漏斗 浓盐酸 减压干燥或低温干燥 MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O 除去HCl 防止水蒸气进入E中 碱石灰

【解析】

①步骤I中铝箔和NaOH溶液反应生成NaAlO2；步骤II中CO2和NaAlO2溶液反应的到Al(OH)3胶状固体；步骤III中灼烧Al(OH)3可得Al2O3；步骤IV中，由于明矾在水中的溶解度随温度变化而变化，且变化量较大，可采用降温结晶得到明矾；制备AlCl3·6H2O晶体，需要将Al(OH)3用稀盐酸溶解，形成AlCl3的盐酸溶液，再冷却结晶、过滤、洗涤干燥得到AlCl3·6H2O晶体；②实验室制备无水AlCl3，观察实验装置，A为Cl2的发生装置，B中装有饱和食盐水，C中装有浓硫酸，D为Cl2和Al反应的装置，E为AlCl3的收集装置（题中已说明AlCl3易升华），F中装有浓硫酸(防止G中水蒸气进入到E中)，G为Cl2的处理装置。

（1）步骤I中铝箔和NaOH溶液反应生成NaAlO2；步骤II中CO2和NaAlO2溶液反应的到Al(OH)3胶状固体，故步骤II中的化学反应为NaAlO2+2H2O+CO2=Al(OH)3↓+NaHCO3；步骤III中灼烧Al(OH)3得到Al2O3；则步骤III中的化学反应为：2Al(OH)3Al2O3 + 3H2O；

（2）步骤III是灼烧Al(OH)3的操作，则：

A、坩埚需要擦干水分才能开始灼烧，A错误；

B、为得到纯Al2O3，需灼烧至恒重，B正确；

C、若要用坩埚钳移动用灼热的坩埚，需预热坩埚钳，以免坩埚因局部冷却而破裂，C正确；

D、坩埚取下后必须放在石棉网上冷却，D正确；

E、为确保称量准确，灼烧后必须冷却后称重，E错误；

故选BCD；

（3）步骤IV中，由于明矾在水中的溶解度随温度变化而变化，且变化量较大，可采用降温结晶得到明矾，具体的操作是蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥；

（4）过滤时，需要使用的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、漏斗；洗涤时，需要使用浓盐酸；

（5）步骤Ⅵ中为得到纯净的AlCl3·6H2O，可采用低压干燥或者低温烘干，这样可以比较结晶水的损失；

（6）①装置A为Cl2的发生装置，其中的离子方程式为：MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O；

②装置B中盛放的饱和NaCl溶液，其作用是除去Cl2中的HCl气体；

③E为AlCl3的收集瓶，由于AlCl3对潮湿空气不稳定，故需要干燥的环境，F中的溶剂为浓硫酸，目的是防止G中的水蒸气进入到E中；G的作用是吸收Cl2，若要代替F和G，则代替装置中应该装有碱石灰，以吸收水蒸气和Cl2。