题目内容

11.氯化铝为共价化合物,熔点、沸点都很低,且会升华,极易潮解,遇水发热并产生白色烟雾.回答下列问题:
(1)甲组同学按照如图所示的装置,通过实验制备AlCl3固体.装置B中滴入浓硫酸发生反应:2NaCl+H2SO4(浓)$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2HCl↑+Na2SO4,装置C中所盛装的试剂是浓硫酸,点燃D处酒精灯时,装置D中发生反应的化学方程式为2Al+6HCl$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2A1Cl3+3H2.装置F的作用是吸收未反应的HCl气体,防止空气中的水蒸气进入E中.安装好仪器后需要进行的操作有:①点燃B处酒精灯;②点燃D处酒精灯;③向装置B中滴加浓硫酸.这三项操作的正确顺序为③①②(用所给数字序号表示).

(2)乙组同学认为甲组同学的装置设计存在不安全因素,因此乙组同学对甲组同学所  设计的装置进行了如图所示的改进,装置E改为带支管的烧瓶,该烧瓶的名称为蒸馏烧瓶,改进后的优点是防止A1Cl3蒸气遇冷固化堵塞导管.

(3)设计实验证明:
①AlCl3能够水解将AlCl3溶于水配成溶液,测定氯化铝溶液pH,溶液呈酸性.
②AlCl3是共价化合物测定氯化铝在熔融状态下导电性,熔融氯化铝不导电,说明为共价化合物.

分析 (1)利用浓硫酸与固体NaCl在加热条件下制备HCl,通过浓硫酸干燥HCl气体,干燥的HCl与Al在D中反应生成AlCl3,最后利用E收集制得的AlCl3,碱石灰吸空气中水蒸气、未反应的HCl,防止氯化铝水解与HCl污染空气,制备中先利用生成的HCl排尽装置中空气,再制备氯化铝;
(2)由E的结构可知,为蒸馏烧瓶;甲中D、E之间导管较细,A1Cl3蒸气遇冷固化容易堵塞气体通路;
(3)①测定氯化铝溶液pH,溶液呈酸性,说明水解;
②熔融状态下共价化合物不导电.

解答 解:(1)利用浓硫酸与固体NaCl在加热条件下制备HCl,通过浓硫酸干燥HCl气体,干燥的HCl与Al在D中反应生成AlCl3,最后利用E收集制得的AlCl3,碱石灰吸空气中水蒸气、未反应的HCl,防止氯化铝水解与HCl污染空气,制备中先利用生成的HCl排尽装置中空气,再制备氯化铝,则:
装置C中所盛装的试剂是:浓硫酸,点燃D处酒精灯时,装置D中发生反应的化学方程式为:2Al+6HCl$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2A1Cl3+3H2,装置F的作用是:吸收未反应的HCl气体,防止空气中的水蒸气进入E中;安装好仪器后需要进行的操作为:向向装置B中滴加浓硫酸,再点燃B处酒精灯,最后点燃D处酒精灯,
故答案为:浓硫酸;2Al+6HCl$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2A1Cl3+3H2;吸收未反应的HCl气体,防止空气中的水蒸气进入E中;③①②;
(2)由E的结构可知,为蒸馏烧瓶;甲中D、E之间导管较细,A1Cl3蒸气遇冷固化容易堵塞气体通路,乙中改进后可以防止A1Cl3蒸气遇冷固化堵塞导管,
故答案为:蒸馏烧瓶;防止A1Cl3蒸气遇冷固化堵塞导管;
(3)①将AlCl3溶于水配成溶液,测定氯化铝溶液pH,溶液呈酸性,说明AlCl3水解,
故答案为:将AlCl3溶于水配成溶液,测定氯化铝溶液pH,溶液呈酸性;
②共价化合物在熔融状态下不电离,离子化合物在熔融状态下能电离,所以证明氯化铝为共价化合物的方法是:测定氯化铝在熔融状态下导电性,熔融氯化铝不导电,说明为共价化合物,
故答案为:测定氯化铝在熔融状态下导电性,熔融氯化铝不导电,说明为共价化合物.

点评 本题是化学实验综合性考查,涉及对装置与操作的分析评价、实验方案设计等,关键是明确实验原理与元素化合物性质,是对学生综合能力的考查,题目难度中等.

练习册系列答案
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(2)小明欲用实验证明他的预测.实验室提供了下列试剂:3%的H2O2溶液、锌粒、铜片、0.1mol•L-1FeCl2溶液、KSCN溶液、新制氯水.
①若小明计划在0.1mol•L-1FeCl2溶液滴入新制氯水,探究Fe2+的还原性,你预计可能发生的反应和现象是:Cl2+2Fe2+=2Cl-+2Fe3+(写离子方程式)、溶液由浅绿色变棕黄(黄) 色.
②实验中,小明发现现象不太明显,老师分析可能是产物的含量太低,建议可以通过检验Fe2+被氧化的产物Fe3+的存在以获取证据.你认为可选KSCN溶液滴入小明所得的混合液中,并通过溶液出现溶液呈血红色的现象,证明小明的观点和实验方案都是正确的.
③对于证明Fe2+具有氧化性,小明认为金属单质都具有还原性,并分别将铜片、锌粒投入FeCl2溶液中,结果铜片没变化,锌粒逐渐变小.由此说明三种金属的还原性由强至弱的顺序为:Zn Fe Cu (或Zn>Fe>Cu).
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①请你为小明梳理相关问题:若Fe2+在反应中表现出氧化性应转化成Fe(填微粒符号,下同),若Fe2+在反应中表现出还原性应转化成Fe3+.
②实际上Fe2+的还原性较强,实验室的FeCl2溶液常因氧化而变质.除杂的方法是:加入过量铁粉,过滤,相关反应的离子方程式:2Fe3++Fe=3Fe2+.

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