Question

20．某校课外探究小组欲在实验室条件下制取少量纯净的无水氯化铝．查阅到以下资料：无水氯化铝是白色晶体，易吸收水分，常压下在177.8℃升华，遇潮湿空气即产生大量白雾．用于有机合成和石油工业的催化剂，以及用于处理润滑油等．他们设计了以下装置，请结合题意回答问题：

（1）A装置中发生反应的化学方程式为：MnO₂+4HCl（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O．
（2）装置B的作用是除去Cl₂中混有的HCl气体．
（3）请给标记为F的实线方框选择合适的装置III．

（4）AlCl₃遇潮湿空气即产生大量白雾的原因是AlCl₃遇水水解，Al³⁺+3H₂O?Al（OH）₃+3H⁺，产生的氯化氢气体在空气中形成酸雾（结合化学方程式说明）．
（5）有同学认为装置E中有不足之处，存在安全隐患．若你同意他的观点，请指出其不足之处连接D、E间导管太细，生成的无水AlCl₃易凝固导气管堵塞．
（6）制备反应会因盐酸浓度下降而停止，为测定反应残余液中盐酸的浓度，该小组同学提出酸碱中和滴定法测定方案．方案如下：首先准确量取残余清液稀释一定的倍数后作为试样，平行做了4次滴定．实验中所用NaOH溶液浓度为0.2000mol•L^-1，以下是实验记录与数据处理（不考虑NaOH与残液中其他成分的反应）．

滴定次数 实验数据ml	1	2	3	4
V（样品）	20.00	20.00	20.00	20.00
V（NaOH）（初读数）	0.00	0.50	0.70	1.00
V（NaOH）终读数）	22.60	22.55	22.65	23.00

①经计算，该次滴定测的试样中盐酸浓度为0.2215mol•L^-1．
②在本实验的滴定过程中，下列操作会使实验结果偏小的是df（填写序号）．
a．开始滴定时滴定管尖嘴处留有气泡，滴定结束气泡消失
b．未用标准NaOH溶液润洗滴定管
c．锥形瓶中加入待测盐酸后，再加少量水
d．锥形瓶在滴定时剧烈摇动，有少量液体溅出
e．滴定前锥形瓶用待测盐酸润洗
f．观察读数时，滴定前仰视，滴定后俯视
海水粗盐试剂Ⅰ苦卤水（含K+、Mg2+、Br?等）MgMg（OH）2沉淀蒸发结晶┉┉

Answer 1

分析 浓盐酸和二氧化锰反应生成氯气，B中的饱和食盐水是为了除去混有的HCl气体，C中的浓硫酸是为了除去水，氯气与铝反应生成氯化铝，因为氯化铝易发生水解，故F应该防止空气中的水蒸气进入E装置和吸收尾气．
（1）根据浓盐酸和二氧化锰的性质判断生成物，从而确定方程式；
（2）B中的饱和食盐水是为了除去混有的HCl气体；
（3）F应该防止空气中的水蒸气进入E装置和吸收尾气；
（4）AlCl₃遇水水解生成氢氧化铝和氯化氢；
（5）无水AlCl₃在183℃时升华，遇潮湿空气即产生大量白雾，该装置存在安全隐患，在生成、收集氯化铝的位置发生导管堵塞；
（6）①先求出氢氧化钠的平均体积，由C_HClV_HCl=C_NaOHV_NaOH解题；
②根据c（待）=$\frac{c（标）×V（标）}{V（待）}$判断不当操作对相关物理量的影响．

解答 解：（1）浓盐酸和二氧化锰在加热条件下能发生氧化还原反应生成氯化锰、氯气、水：MnO₂+4HCl（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O，
故答案为：MnO₂+4HCl（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O；
（2）B中的饱和食盐水是为了除去混有的HCl气体，
故答案为：除去Cl₂中混有的HCl气体；
（3）F应该防止空气中的水蒸气进入E装置和吸收尾气，应选III，
故答案为：III；
（4）AlCl₃遇水水解生成氢氧化铝和氯化氢，离子方程式：Al³⁺+3H₂O?Al（OH）₃+3H⁺，
故答案为：AlCl₃遇水水解，Al³⁺+3H₂O?Al（OH）₃+3H⁺，产生的氯化氢气体在空气中形成酸雾；
（5）无水AlCl₃在183℃时升华，遇潮湿空气即产生大量白雾，该装置存在安全隐患，连接D、E间导管太细，在生成、收集氯化铝的位置D、E间导管易发生堵塞，
故答案为：连接D、E间导管太细，生成的无水AlCl₃易凝固导气管堵塞；
（6）①反应消耗的V（NaOH）分别为22.60，22.55-0.5=22.05，22.65-0.7=21.95，23.00-1.00=22.00
平均为$\frac{22.60+22.05+21.95+22}{4}$=22.15mL
该次滴定测得试样中盐酸浓度为，由C_HClV_HCl=C_NaOHV_NaOH可得C_HCl×20=0.2000×22.15  即盐酸的浓度为0.2215mol/L，
故答案为：0.2215；
②a．开始滴定时滴定管尖嘴处留有气泡，滴定结束气泡消失，标准液题体积偏大，实验结果偏大；
b．未用标准NaOH溶液润洗滴定管，标准液的浓度偏小，体积偏大，实验结果偏大；
c．锥形瓶中加入待测盐酸后，再加少量水，实验结果无影响；
d．有少量液体溅出，溶质的物质的量减小，实验结果偏小；
e．滴定前锥形瓶用待测盐酸润洗，消耗标准液体积偏大，实验结果偏大；
f．观察读数时，滴定前仰视，滴定后俯视，读出体积偏小，实验结果偏小；
故答案为：df．

点评 本题考查了实验室制备氯气，中和滴定的实验操作，侧重实验基本操作和实验原理的考查，题目难度中等，注意把握实验设计的仪器连接顺序，清楚实验原理．