题目内容

欲制无水氯化铝并保存备用．现有仪器如下图所示，并有浓盐酸、水、固体烧碱、铝粉、二氧化锰、浓硫酸、碱石灰（主要成分为CaO，NaOH）、食盐固体等八种试剂．
设计的制取过程是：制氯气→净化和干燥氯气→制氯化铝
查资料得知：无水AlCl₃极易与水作用而变质：AlCl₃易升华

请回答下列问题：
（1）从上列仪器中选取必须的几种，连接成一个制无水氯化铝的连续装置，按前后顺序填写图的编号（可以重复使用）．
仪器编号、、、、、．
（2）写出实验过程中有关反应的化学方程式（任意2个）．．
（3）以上连接装置中最后连接④的作用是____．

解：（1）根据题意知，先制取氯气，制取氯气所用的药品的状态是固体和液体，条件是加热，所以选③；制取氯气所用的浓盐酸具有挥发性，浓盐酸中的水在加热条件下生成水蒸气，所以制取的氯气中含有氯化氢和水蒸气，要想制取纯净、干燥的氯气，必须除去氯化氢和水蒸气，所以要进行净化和干燥氯气，所以选⑦、⑤；制取的纯净、干燥的氯气和铝反应，条件是加热，且必须有进气口和出气口，所以②；因为AlCl₃易升华，所以选取一个缓冲装置使其变成固态易保存，故选⑤；氯气有毒，污染空气，所以不能直接排空，又因为空气中有水蒸汽，无水AlCl₃极易与水作用而变质，所以选取盛放碱石灰的干燥管，所以选④．
故答案为：③；⑦；⑤；②；⑤；④；
（2）发生的反应有：制取氯气的反应，制取氯化铝的反应，尾气处理的反应．
故答案为：MnO₂+4HCl（浓） $\text{[math]}$ MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O；2Al+3Cl₂ $\text{[math]}$ 2AlCl₃ 或 Cl₂+2NaOH═NaCl+NaClO+H₂O；
（3）氯气有毒，污染空气，所以不能直接排空，又因为空气中有水蒸汽，无水AlCl₃极易与水作用而变质，所以选取盛放碱石灰的干燥管；所以碱石灰的作用是吸收过量的Cl₂；防止空气中的水蒸气进入试管中使AlCl₃变质．
故答案为：吸收过量的Cl₂；防止空气中的水蒸气进入试管中使AlCl₃变质．
分析：（1）根据设计制取过程选择仪器装置；
（2）根据设计的制取过程制氯气→净化和干燥氯气→制氯化铝，写出相应的反应方程式；
（3）根据氯化铝的性质及反应后多余的气体判断其作用．
点评：注意以下几点：
1、浓盐酸和二氧化锰反应，而稀盐酸和二氧化锰不反应；
2、碱石灰能干燥碱性气体，不能干燥酸性气体；
3、制取气体的发生装置要根据反应物的状态、反应条件选择．