Question

碱式氯化铝是某种高效净水剂的主要成分，实验室利用铝土矿（主要含Al₂O₃，还含少量Fe₂O₃及其他不溶杂质）制取碱式氯化铝的过程如下：

（1）溶解铝土矿需要使用质量分数为15%的盐酸，所需的玻璃仪器有：

 

．
（2）盐酸溶解铝土矿过程中，发生反应的主要离子方程式为

 

，其目的是

 

．
（3）从不引入杂质去考虑，调节溶液的pH时加入的物质最好为

 

（填序号）．
A．NaOH      B．Al   C．氨水     D．Al₂O₃
（4）写出用pH试纸测定加入试剂X后所得溶液pH的操作：在白瓷板或玻璃片上放一小片pH试纸，

 

，得出被测液的pH．
（5）实验室利用浓HCl与大理石制取CO₂的实验装置如图所示：

则各装置中导管的连接顺序的连接顺序为

 

，装置C中盛放的试剂为

 

，其作用是

 

．

Answer 1

考点：物质分离和提纯的方法和基本操作综合应用,制备实验方案的设计

专题：实验设计题

分析：铝土矿加盐酸溶解，发生反应为：Al₂O₃+6H⁺=2Al³⁺+3H₂O、Fe₂O₃+6H⁺=2Fe³⁺+3H₂O，再加铝粉消耗过量的盐酸生成三氯化铝，过滤得到氯化铁和三氯化铝溶液，加试剂X调节PH至5使氢氧化铁沉淀而除去，过滤得到纯的三氯化铝溶液，再蒸发浓缩得到产品，
（1）浓盐酸配20%的盐酸用到的仪器有：量筒、烧杯、玻璃棒；
（2）氧化铝 氧化铁属于碱性氧化物，均能和强酸之间反应生成对应的盐和水；目的将铝土矿中的Al₂O₃及Fe₂O₃转化为盐，与其他不溶杂质分离；
（3）从不引入杂质角度去考虑，根据选项判断能选择的试剂；
（4）根据用pH试纸测定加入试剂X后所得溶液pH的操作方法解答；
（5）根据制取的二氧化碳中含有氯化氢和水蒸气，应先通饱和NaHCO₃溶液出氯化氢，再通过浓硫酸除水蒸气进行连接仪器并解答．

解答： 解：铝土矿加盐酸溶解，发生反应为：Al₂O₃+6H⁺=2Al³⁺+3H₂O、Fe₂O₃+6H⁺=2Fe³⁺+3H₂O，再加铝粉消耗过量的盐酸生成三氯化铝，过滤得到氯化铁和三氯化铝溶液，加试剂X调节PH至5使氢氧化铁沉淀而除去，过滤得到纯的三氯化铝溶液，再蒸发浓缩得到产品，
（1）浓盐酸配20%的盐酸用到的仪器有：量筒、烧杯、玻璃棒，故答案为：量筒、烧杯、玻璃棒；
（2）氧化铝 氧化铁属于碱性氧化物，均能和强酸之间反应生成对应的盐和水，反应的方程式为：Al₂O₃+6H⁺=2Al³⁺+3H₂O、Fe₂O₃+6H⁺=2Fe³⁺+3H₂O，目的将铝土矿中的Al₂O₃及Fe₂O₃转化为盐，与其他不溶杂质分离；
故答案为：Al₂O₃+6H⁺=2Al³⁺+3H₂O、Fe₂O₃+6H⁺=2Fe³⁺+3H₂O；将铝土矿中的Al₂O₃及Fe₂O₃转化为盐，与其他不溶杂质分离；
（3）从不引入杂质角度去考虑，加入NaOH和氨水会引入钠离子和铵根离子，故选BD；
（4）用pH试纸测定加入试剂X后所得溶液pH的操作为在白瓷板或玻璃片上放一小片pH试纸，将被测液滴到试纸上，把试纸显示的颜色与标准比色卡比较，得出被测液的pH，故答案为：将被测液滴到试纸上，把试纸显示的颜色与标准比色卡比较；
（5）因为制取的二氧化碳用浓盐酸与碳酸钙，所以制得的二氧化碳中含有氯化氢和水蒸气，应先通饱和NaHCO₃溶液出氯化氢，再通过浓硫酸除水蒸气，所以装置中导管的连接顺序为acdfeb；装置C中盛放的试剂为 饱和NaHCO₃溶液，作用是除去CO₂中含有的HCl．
故答案为：acdfeb；  饱和NaHCO₃溶液；  除去CO₂中含有的HCl；

点评：本题是一道考查物质的性质知识的工艺流程题目，要求学生具有分析和解决问题的能力，难度大，综合性强．