题目内容

12．无水氯化铝是白色晶体，易吸收水分．在178℃升华．．氯化铝常作为有机合成和石油工业的催化剂，并用于处理润滑油等．工业上由金属铝和氯气作用或由无水氯化氢气体与熔融金属铝作用而制得．某课外兴趣小组在实验室里，通过图 9-30装置制取少量纯净的无水氯化铝．

（1）开始实验时，不能先点燃A装置的酒精灯，后打开分液漏斗的活塞，将适量浓硫酸注入烧瓶里，其理由是防止烧瓶受热不均而破裂；
（2）A装置中发生反应的化学方程式为H2SO4（浓硫酸）+2NaCl$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na2SO4+2HCl、4HCl（浓盐酸）+MnO2$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Cl2↑+MnCl2+2H2O；
（3）在E处可收集到纯净的氯化铝，其原因是生成的AlCl3受热升华，在E处冷凝析出；
（4）从A装置导出的气体若不经过B，C装置而直接进入D管，将对实验产生不良的后果是未经除去的HCl气体、水蒸气随Cl2一同进入D管，与铝反应生成H2，易发生H2与Cl2混合爆炸及H2O（气）使AlCl3吸水水解后爆炸等；
（5）F装置所起的作用有吸收多余的氯气，以免污染空气；起干燥作用，防止空气中水蒸气进入D管，使生成的AlCl3受潮；
（6）无水氯化铝在潮湿空气中，会产生大量白雾，反应方程式AlCl3+3H2O=Al（OH）3+3HCl↑．

分析 在加热条件下，浓硫酸和氯化钠反应生成HCl，浓盐酸和二氧化锰在加热条件下生成Cl2，浓盐酸具有挥发性，所以生成的Cl2中含有HCl，HCl极易溶于水，饱和的NaCl溶液能抑制氯气溶解，所以B的作用是除去氯气中的HCl，为防止氯化铝在潮湿的空气中爆炸，用C装置干燥氯气；在加热条件下，Al和氯气反应生成AlCl3，生成的氯化铝在E中冷却得到固体氯化铝，F目的是干燥空气，防止氯化铝也水蒸气混合而爆炸，
（1）如果烧瓶受热不均会炸裂；
（2）A装置中发生的有浓硫酸和氯化钠的反应、浓盐酸和二氧化锰的反应；
（3）无水氯化铝是白色晶体，在178℃升华；
（4）装有无水氯化铝的试剂瓶久置潮湿空气中，会自动爆炸并产生大量白雾，且加热条件下氯气和氢气反应而发生爆炸；
（5）F装置能吸收未反应的氯气，且也能干燥空气；
（6）无水氯化铝在潮湿空气中，会产生大量白雾，说明氯化铝水解生成氢氧化铝和HCl．

解答 解：在加热条件下，浓硫酸和氯化钠反应生成HCl，浓盐酸和二氧化锰在加热条件下生成Cl2，浓盐酸具有挥发性，所以生成的Cl2中含有HCl，HCl极易溶于水，饱和的NaCl溶液能抑制氯气溶解，所以B的作用是除去氯气中的HCl，为防止氯化铝在潮湿的空气中爆炸，用C装置干燥氯气；在加热条件下，Al和氯气反应生成AlCl3，生成的氯化铝在E中冷却得到固体氯化铝，F目的是干燥空气，防止氯化铝也水蒸气混合而爆炸，
（1）如果烧瓶受热不均会炸裂，为防止烧瓶炸裂，所以不能不能先点燃A装置的酒精灯，后打开分液漏斗的活塞，将适量浓硫酸注入烧瓶里，故答案为：防止烧瓶受热不均而破裂；
（2）A装置中发生的有浓硫酸和氯化钠的反应、浓盐酸和二氧化锰的反应，反应方程式为H2SO4（浓硫酸）+2NaCl$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na2SO4+2HCl、4HCl（浓盐酸）+MnO2$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Cl2↑+MnCl2+2H2O，
故答案为：H2SO4（浓硫酸）+2NaCl$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na2SO4+2HCl、4HCl（浓盐酸）+MnO2$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Cl2↑+MnCl2+2H2O；
（3）无水氯化铝是白色晶体，在178℃升华，所以D处生成的氯化铝受热升华，则E处冷却得到氯化铝晶体，故答案为：生成的AlCl3受热升华，在E处冷凝析出；
（4）装有无水氯化铝的试剂瓶久置潮湿空气中，会自动爆炸并产生大量白雾，且加热条件下氯气和氢气反应而发生爆炸，所以如果从A装置导出的气体若不经过B，C装置而直接进入D管，将对实验产生不良的后果是未经除去的HCl气体、水蒸气随Cl2一同进入D管，与铝反应生成H2，易发生H2与Cl2混合爆炸及H2O（气）使AlCl3吸水水解后爆炸等，
故答案为：未经除去的HCl气体、水蒸气随Cl2一同进入D管，与铝反应生成H2，易发生H2与Cl2混合爆炸及H2O（气）使AlCl3吸水水解后爆炸等；
（5）F装置能吸收未反应的氯气，防止污染大气；且也能干燥空气，防止空气中水蒸气进入D管，使生成的AlCl3受潮，
故答案为：吸收多余的氯气，以免污染空气；起干燥作用，防止空气中水蒸气进入D管，使生成的AlCl3受潮；
（6）无水氯化铝在潮湿空气中，会产生大量白雾，说明氯化铝水解生成氢氧化铝和HCl，反应方程式为AlCl3+3H2O=Al（OH）3+3HCl↑，故答案为：AlCl3+3H2O=Al（OH）3+3HCl↑．

点评 本题考查制备实验方案设计，为高频考点，侧重考查学生获取信息、自学能力，正确获取信息了解氯化铝性质特点及实验基本操作方法是解本题关键，知道各个装置作用，题目难度中等．

练习册系列答案
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11．请用规范的化学用语回答下列问题：
（1）己知在碱性溶液中可发生如下反应：
2R（OH）3+3C1O-+4OH-=2RO4n-+3Cl-+5H2O．则RO4n-中 R 的化合价是+6，计算和判断的依据是电荷守恒，正负化合价代数和为零．
（2）已知硫酸铅难溶于水，也难溶于硝酸，却可溶于醋酸铵溶液中，形成无色的溶液，其化学方程式可简单表达为是：PbSO4+2NH4Ac=Pb（Ac）2+（NH4）2SO4．从电解质的分类看，Pb（Ac）2属于弱电解质，该反应的离子方程式可表示为PbSO4+2Ac-=Pb（Ac）2+SO42-．
（3）将饱和的FeCl3溶液逐滴滴入沸水中，继续加热，溶液变为红褐色，反应的化学方程式为FeCl3+3H2O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Fe（OH）3（胶体）+3HCl．向所得胶体溶液中逐滴加入稀硫酸，所观察到的现象是先产生红褐色沉淀，后沉淀逐渐溶解，产生黄色溶液，反应的离子方程式可表示为Fe（OH）3+3H+═3H2O+Fe3+．
（4）正丁醛经催化加氢可制备1-丁醇．为提纯含少量正丁醛的1-丁醇，现设计如下路线：
已知：①正丁醛与饱和NaHSO3溶液反应可生成沉淀；
②乙醚的沸点是34℃，难溶于水，与1-丁醇互溶；
③1-丁醇的沸点是118℃．则操作1～4分别是：
操作1过滤操作2分液操作3过滤操作4蒸馏．
12．在一定条件下，可逆反应2A（g）+B（g）?C（g）+D（s）达到平衡，下列说法正确的是（　　）
A．加入催化剂，反应速率加快，平衡常数也会随之变化
B．增加D的量，化学平衡逆向移动
C．增加A的量，B的转化率提高
D．平衡常数的表达式为K=$\frac{c（C）•c（D）}{c（A）^{2}•c（B）}$
9．镍具有优良的物理和化学特性，是高技术产业的重要材料，羰基法提纯粗粗镍涉及的反应为Ni（s）+4CO（g）$\stackrel{50℃}{?}$Ni（CO）4（g）．已知该反应的平衡常数K随温度T的变化如下表所示：
        T/℃            25               80                  230
          K          5×104                 1                2×10-5
试回答下列问题：
（1）升高温度，Ni的转化率减小（填“增大”“减小”或“不变”）．
（2）在保持温度不变的情况下，要提高上述反应中Ni的转化率，可采取的一种措施是增大压强或降低温度或增加一氧化碳的浓度．
7．1，2，3，4-四氢化萘的结构简式如图，分子式是C10H12．常温下为无色液体，有刺激性气味，沸点207℃，不溶于水，是一种优良的溶剂，它与液溴发生反应：C10H12+4Br2→C10H8Br4+4HBr．生成的四溴化萘常温下为固态，不溶于水，有人用四氢化萘、液溴、蒸馏水和纯铁粉为原料，制备少量饱和氢溴酸溶液，实验步骤如下：
①按一定质量比把四氢化萘和水加入适当的容器中，加入少量纯铁粉．
②慢慢滴入液溴，不断搅拌，直到反应完全．
③取下反应容器，补充少量四氢化萘，直到溶液颜色消失．过滤，将滤液倒入分液漏斗，静置．
④分液，得到的“水层”即氢溴酸溶液．回答下列问题：
（1）如右图所示的装置，适合步骤①和②的操作的是D
（2）步骤②中如何判断“反应完全”加入的液溴颜色基本不褪
（3）步骤③中补充少量四氢化萘的目的是除出去过量的Br2
（4）步骤③中过滤后得到的固体物质是四溴化萘和铁粉．
（5）已知在实验条件下，饱和氢溴酸溶液中氢溴酸的质量分数是66%，如果溴化反应进完全，则步骤①中四氢化萘和水的质量比约是1：1.25（保留小数点后1位）．
17．辉铜矿主要成分Cu2S，软锰矿主要成分MnO2，它们都含有少量SiO2、Fe2O3等杂质．工业上综合利用这两种矿物制备硫酸锰和碱式碳酸铜的主要工艺流程如下：

已知：①MnO2能将金属硫化物中的硫氧化为单质硫；②[Cu（NH3）4]SO4常温稳定，在热水中会分解生成NH3；③部分金属阳离子生成氢氧化物沉淀 的pH范围如下表所示
开始沉淀的pH沉淀完全的pH
Fe3+1.13.2
Mn2+8.39.8
Cu2+4.46.4
（1）酸浸时，为了提高浸取率可采取的措施有粉碎矿石（或适当升高温度或搅拌）（任写一点）．
（2）酸浸时，得到的浸出液中主要含有CuSO4、MnSO4等．写出该反应的化学方程式2MnO2+Cu2S+4H2SO4=S+2CuSO4+2MnSO4+4H2O．
（3）调节浸出液pH的范围为3.2≤PH＜4.4，其目的是使Fe3+离子转化为氢氧化铁沉淀除去．
（4）本工艺中可循环使用的物质是NH3（写化学式）．
（5）用标准BaCl2溶液测定样品中MnSO4•H2O质量分数时，发现样品纯度大于100%（测定过程中产生的误差可忽略），其可能原因有混有硫酸盐杂质或部分晶体失去结晶水（任写一种）．
4．CH3OH是一种无色有刺激性气味的液体，在生产生活中有重要用途，同时也是一种重要的化工原料．
（1）已知CH3OH（g）+$\frac{1}{2}$O2（g）?CO2（g）+2H2（g）能量变化如图，下列说法正确的是CD
A．CH3OH转变成H2的过程是一个吸收能量的过程
B．H2的生成速率与CH3OH的消耗速率之比为1：2
C．化学变化不仅有新物质生成，同时也一定有能量变化
D．1mol H-O键断裂的同时2mol C=O键断裂，则反应达最大限度
（2）某温度下，将5molCH3OH和2molO2充入2L的密闭容器中，经过4min反应达到平衡，测得c（O2）=0.2mol•L-1，4min内平均反应速度v（H2）=0.8mol/（L．min）；，则CH3OH的转化率为64%．
（3）CH3OH燃料电池是目前开发最成功的燃料电池之一，这种燃料电池由甲醇、空气（氧气）、KOH（电解质溶液）构成．则下列说法正确的是12．
A．电池放电时通入空气的电极为负极
B．电池放电时负极的电极反应式为CH3OH-6e-═CO2↑+2H2O
C．电池放电时，电解质溶液的碱性逐渐减弱
D．电池放电时每消耗6.4gCH3OH转移1.2mol电子
（4）写出甲醇燃料电池在酸性条件下负极的反应式为CH3OH+H2O-6e-═CO2↑+6H+．
1．随着人类对温室效应和资源短缺等问题的重视，如何降低大气中CO2的含量及有效地开发利用CO2，引起了各国的普遍关注
（1）目前工业上有一种方法是用CO2来生产燃料甲醇．为探究反应原理，现进行如下实验：在体积为1L的密闭容器中，充入1mol CO2和3mol H2，一定条件下发生反应：
CO2（g）+3H2（g）?CH3OH（g）+H2O（g）△H=-49.0kJ/mol
测得CO2和CH3OH（g）的浓度随时间变化如图所示．

①反应开始到平衡，H2的平均反应速率v（H2）=0.225mol/（L•min）．H2的转化率为75%．
②下列措施中能使n（CH3OH）/n（CO2）增大的是CD．
A、升高温度                B、充入He（g），使体系压强增大      C、将H2O（g）从体系中分离
D、再充入1mol CO2和3mol H2  E、使用催化剂                      F、扩大容器体积
（2）①反应进行到3分钟时，同种物质的v正 与v逆的关系：v正＞v逆 （填＞，=，＜）
②上述反应平衡常数的表达式为$\frac{c（C{H}_{3}OH）×c（{H}_{2}O）}{c（C{O}_{2}）×{c}^{3}（{H}_{2}）}$，经计算该温度下此反应平衡常数的数值为$\frac{16}{3}$．
2．在常温下，下列六种溶液：
①0.1mol/L NH4Cl      ②0.1mol/L CH3COONH4    ③0.1mol/L NH4HSO4
④浓度均为0.1mol/L的NH3•H2O和NH4Cl混合液中   ⑤0.1mol/L NH3•H2O
请根据要求填写下列空白：
（1）在上述六种溶液中，pH最小的是③；c（NH4+）最小的是⑤（填序号）
（2）比较溶液①、②、③中c（NH4+）的大到小顺序是③①② （填序号）
（3）请写出③的电离方程式：NH4HSO4═NH4++H++SO42-
（4）请写出④中的所有离子浓度由大到小的排列c（NH4+）＞C（Cl-）＞C（OH-）＞C（H+）．

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