Question

Ⅰ、下面A～E是中学化学实验中常见的几种实验装置，试回答下列问题：

（1）请为进行下列实验挑选合适的装置（填序号字母）
①量气装置是…______　　　　　　　 ②过滤装置是…______
③蒸发装置是…______　　　　　　　 ④蒸馏装置是…______
⑤消石灰与氯化铵共热制NH₃选用______ ⑥I₂的CCl₄溶液中提取I₂选用______
（2）其中常用于物质的分离和提纯的装置是______（填序号），请另写出一种要用到分液漏斗进行分离和提纯的基本实验操作的名称______．
Ⅱ、某化学兴趣小组用含有铝、铁、铜的合金制取纯净的氯化铝溶液、绿矾晶体和胆矾晶体，以探索工业废料的再利用．其实验方案如下：

试回答下列问题：
（1）Al³⁺的结构示意图为______，铝元素在周期表中的位置是______．
（2）由滤液A制得AlCl₃溶液有途径Ⅰ和Ⅱ两条，你认为合理的是______，理由是______．
（3）从滤液E中得到绿矾晶体（FeSO₄?7H₂O）的实验操作是______．
（4）向滤渣F中加入稀硫酸，同时不断充入空气使F完全溶解，反应的化学方程式为：______．
（5）某同学为得到无水AlCl₃，他将AlCl₃溶液加热干，灼烧至质量不变为止，结果得到的是Al₂O₃．试结合必要的方程式和文字解释他得到的是Al₂O₃而不是AlCl₃的原因：______．

Answer 1

解：Ⅰ（1）①因A装置是量气装置，故答案为：A．
②因C装置是过滤装置，故答案为：C；
③因D装置是蒸发装置，故答案为：D；
④因E装置是蒸馏装置，故答案为：E；
⑤因消石灰与氯化铵共热制NH₃是固体+固体气体，故答案为：B；
⑥因CCl₄易挥发，可用蒸馏的方法分离出CCl₄，故答案为：E；
（2）常见的物质的分离和提纯的方法：过滤、蒸发、结晶、蒸馏、分液、萃取等，故答案为：CDE；
因萃取和分液都需要分液漏斗，故答案为：萃取或分液．
Ⅱ（1）铝的原子序数是13，失去3个电子生成铝离子，故答案为：；第三周期第ⅢA族；
（2）偏铝酸钠和过量的盐酸反应生成氯化铝和氯化钠的混合物，而向偏铝酸钠中通入足量的二氧化碳，会得到纯净的氢氧化铝沉淀，再用盐酸溶解，所得溶液的成分只有氯化铝，故答案为：；途径Ⅱ更合理；因为按途径I直接向A加入盐酸得到的AlCl₃溶液中含有大量的NaCl杂质；
（3）将混合液来制备绿矾时应先将溶液加热浓缩、然后冷却结晶，将析出的固体洗涤、干燥，即可得到绿矾，故答案为：蒸发浓缩、冷却结晶、洗涤、干燥；
（4）铜不能和稀硫酸反应，但是当加热并通入空气之后，铜和氧气反应生成氧化铜，然后氧化铜会和硫酸反应生成硫酸铜，硫酸铜溶液是蓝色的，由于各反应物是混合接触在一起的，这两个反应是同时进行的，所以氧化铜没机会单独的存在，故我们可以认为反应物为氧气、铜和硫酸，而生成物为硫酸铜和水，故可以写出该反应的化学方程式，故答案为：；2Cu+O₂+2H₂SO₄=2CuSO₄+2H₂O；
（5）氯化铝为强酸弱碱盐，Al³⁺发生水解，水解的方程式为Al³⁺+3H₂O?Al（OH）₃+3H⁺，水解后溶液呈酸性，蒸干和灼烧过程中，HCl挥发，Al（OH）₃不稳定，灼烧时分解生成Al₂O₃，故答案为：；AlCl₃+3H₂O?Al（OH）₃+3HCl，加热蒸发时，随HCl的挥发，平衡正向移动而生成Al（OH）₃，灼烧时2Al（OH）₃=Al₂O₃+3H₂O，故得Al₂O₃而非AlCl₃．
分析：Ⅰ（1）根据A装置是量气装置；
根据B装置是固体+固体气体的装置；
根据C装置是过滤装置；
根据D装置是蒸发装置；
根据E装置是蒸馏装置；
（2）根据常见的物质的分离和提纯的方法：过滤、蒸发、蒸馏、分液、萃取等；根据萃取和分液都需要分液漏斗；
Ⅱ（1）根据铝的原子序数是13确定其在周期表中位置；
（2）根据反应所得产物的组成来选择合适的制取方案；
（3）根据溶液来得到晶体来分析实验操作；
（4）根据铜、稀硫酸的性质来判断反应的发生，并结合质量守恒定律写出该反应的化学方程式；
（5）根据AlCl₃属于强酸弱碱盐，在溶液中存在水解平衡，从平衡移动的角度分析并解答该题．
点评：本题考查物质的分离和提纯，难度较大，注意掌握氯化铝为强酸弱碱盐，Al³⁺发生水解，水解的方程式为Al³⁺+3H₂O?Al（OH）₃+3H⁺，水解后溶液呈酸性，蒸干和灼烧过程中，HCl挥发，Al（OH）₃不稳定，灼烧时分解生成Al₂O₃．