题目内容

7．无水AlCl3是一种重要的有机合成催化剂，该物质在183℃时升华，遇潮湿空气即产生大量白雾．某中学化学兴趣小组拟利用中学常见仪器设计实验制备无水AlCl3，实验装置如图所示．

（1）制备实验开始时，先检查装置的气密性，接下来的操作顺序依次是acbd．
a．加入MnO2粉末     b．点燃A中酒精灯     c．加入浓盐酸   d．点燃D处酒精灯
（2）写出A装置中发生反应的化学方程式：MnO2+4HCl$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl2+Cl2↑+2H2O，反应中盐酸表现的性质有还原性、酸性．
（3）装置B的作用是除去氯气中的氯化氢气体，装置C中盛放的试剂是浓硫酸
（4）装置F的作用是干燥，防止水蒸气进入E中引起氯化铝水解，写出G中的离子反应方程式Cl2+2OH-═Cl-+ClO-+H2O
甲同学认为F和G可以用一种仪器替代，且加入一种药品即可达到相同效果．这种药品可以是碱石灰
（5）E中得到少量白色粉末，打开软木塞后可明显观察到锥形瓶中有白雾生成，用化学方程式表示其原因AlCl3+3H2O=Al（OH）3↓+3HCl↑．

分析 根据实验装置图可知，该实验中（装置A）用浓盐酸与二氧化锰反应生成氯气，氯气中有氯化氢、水等杂质，先用饱和食盐水除氯化氢（装置B），再用浓硫酸干燥（装置C），氯气与铝反应制得氯化铝（装置D），反应的尾气中有氯气用氢氧化钠吸收（装置G），为防止氯化铝与氢氧化钠溶液中的水蒸汽反应，所以在收集装置和尾气吸收装置之间加一干燥装置F，E为收集瓶．
（1）氯化铝易水解，实验开始时先要将装置中的空气排尽，防止空气中的水蒸汽与生成的氯化铝反应；
（2）A中发生浓盐酸和二氧化锰的反应，生成氯化锰、氯气和水；氧化还原反应中所含元素化合价升高的为还原剂被氧化，所含元素化合价降低为氧化剂被还原；
（3）实验中用浓盐酸与二氧化锰反应制取氯气，氯化氢易挥发，制取的氯气中含有氯化氢，装置B是除去氯化氢气体；C装置中的试剂为浓硫酸，除去水蒸气；
（4）氯化铝易发生水解，故应该防止空气中的水蒸气进入E装置，而G是吸收多余的氯气，所以可以加入碱石灰来代替F和G的作用；氢氧化钠溶液吸收氯气，二者反应生成氯化钠、次氯酸钠和水；
（5）E中收集到的氯化铝粉末，打开软木塞后，氯化铝与空气中的水蒸汽发生水解反应．

解答 解：（1）因为无水AlCl3遇潮湿空气即产生大量白雾，所以实验开始时先要将装置中的空气排尽，防止空气中的水蒸汽与生成的氯化铝反应，所以操作依次是acbd，
故答案为：acbd；
（2）A中发生浓盐酸和二氧化锰的反应，生成氯化锰、氯气和水，反应方程式为：MnO2+4HCl$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl2+Cl2↑+2H2O，从方程式可知，反应中锰元素化合价降低，所以二氧化锰为氧化剂，氯化氢中有1半氯离子化合价升高，氯化氢既表现还原性，又表现酸性，
故答案为：MnO2+4HCl$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl2+Cl2↑+2H2O；还原性、酸性；
（3）浓盐酸易挥发，加热促进盐酸的挥发，制备的氯气中含有氯化氢和水蒸气，氯气在饱和食盐水中溶解度很小，氯化氢易溶于水，选择饱和食盐水除去氯化氢（装置B），浓硫酸具有吸水性，可以干燥氯气（装置C），
故答案为：除去氯气中的氯化氢气体；浓硫酸；
（4）F为浓硫酸，起到干燥作用，防止氯化铝水解，因为氯化铝易发生水解，故应该防止空气中的水蒸气进入E装置，而G是吸收反应剩余的氯气，所以可以加入碱石灰或氧化钙来代替F和G的作用，氢氧化钠溶液吸收氯气，二者反应生成氯化钠、次氯酸钠和水，离子方程式：Cl2+2OH-═Cl-+ClO-+H2O，
故答案为：干燥，防止水蒸气进入E中引起氯化铝水解；Cl2+2OH-═Cl-+ClO-+H2O；碱石灰；
（5）E中收集到的氯化铝粉末，打开软木塞后，氯化铝与空气中的水蒸汽发生水解反应，所以可以看到锥形瓶中有白雾产生，反应方程式为：AlCl3+3H2O=Al（OH）3↓+3HCl↑，
故答案为：AlCl3+3H2O=Al（OH）3↓+3HCl↑．

点评 本题考查物质的制备实验，侧重于学生的分析能力和实验能力的考查，为高考常见题型，注意把握实验的原理和注意事项，题目难度中等．

练习册系列答案
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17．铁在冷的浓硫酸中能发生钝化．某兴趣小组的同学发现：将一定量的铁与浓硫酸加热时，观察到铁完全溶解，并产生大量气体．实验室现有下列试剂：0.01mol/L 酸性KMnO4溶液、0.10mol/L KI溶液、新制氯水、淀粉溶液、蒸馏水．请你协助他们探究所得溶液和气体的成分，并把答案填在相应空格上．
【提出猜想】
Ⅰ．所得溶液中的金属离子可能含有Fe2+和Fe3+中的一种或两种；
Ⅱ．所得气体中可能含有SO2、H2中的一种或两种．
【实验探究】
，实验操作预期现象结  论
验证猜想I]步骤①：取少量0.01mol/L 酸性KMnO4溶液，滴入所得溶液中溶液紫红色褪去含有Fe2+
步骤②：另取少量所得溶液，滴加KI溶液和淀粉溶液溶液不变为蓝色不含Fe3+
验证猜想Ⅱ将所得气体通入如下装置
甲中KMnO4溶液褪色，乙中KMnO4溶液颜色不变，试管中收集到气体含有两种气体
18．如图所示是实验室用浓硫酸、溴化钠（先生成HBr）与乙醇反应来制备溴乙烷（C2H5Br）的装置，反应需要加热，图中省去了夹持与加热装置，有关物质的性质如下表．
乙醇溴乙烷溴
通常情况下状态无色液体无色液体深红棕色液体
密度/g•cm-30.791.443.1
沸点/℃78.538.459
（1）分别写出A、B两种仪器的名称三颈瓶、滴液漏斗．
（2）冷却剂应从h（填“h”或“i”）口进入冷凝管C中，制备操作中，加入的浓硫酸必须进行适当稀释，其目的（或原因）是b（填字母）．
a．水是反应的催化剂　　b．减少Br2的生成 　　c．减少HBr的挥发
（3）加热的目的是加快反应速率且使溴乙烷汽化，使用D进行冷却的原因是使溴乙烷液化便于收集．
（4）A中液面上有深红棕色气体出现，写出生成它的化学方程式2HBr+H2SO4（浓）$\stackrel{△}{→}$Br2↑+2H2O+SO2↑，写出A中生成溴乙烷的化学方程式HBr+CH3CH2OH$\stackrel{△}{→}$CH3CH2Br+H2O．
（5）将E中产品转入到分液漏斗中，再向漏斗中加入适量Na2SO3溶液，振荡静置后分液．加入Na2SO3溶液的目的是除去单质溴等杂质，分液时目标产物离开漏斗的方式是从下面的导管排出来．
15．过碳酸钠（Na2CO3•3H2O2），有固体双氧水的俗称，该晶体具有Na2CO3和H2O2的双重性质，被大量应用于洗涤、印染、纺织、造纸、医药卫生等领域中，过碳酸钠的某生产流程如图所示．
已知：2Na2CO3+3H2O2=2Na2CO3•3H2O2△H＜0；回答下列问题：

（1）下列物质可使过碳酸钠较快失效的是（填序号）ABC．
A．FeCl3溶液             B．H2S             C．稀硫酸         D．NaHCO3溶液
（2）反应①应先通入的气体是氨气．写出反应①的化学方程式NaCl+CO2+NH3+H2O═NH4Cl+NaHCO3↓（写总反应）
（3）加入NaCl的作用是降低2Na2CO3•3H2O2的溶解度，析出更多晶体．
（4）该生产流程中可循环使用的物质是CO2（填化学式）．
（5）生产过碳酸钠的流程中遗漏了一步，造成所得产品纯度偏低，该步操作名称是晶体的洗涤；进行该操作的方法是沿玻璃棒向漏斗（过滤器）中的沉淀上加蒸馏水至淹没沉淀，静置使其全部滤出，重复操作2-3次．
（6）实验室利用图装置制备过碳酸钠，该装置中恒压滴液漏斗中支管的作用是使液体顺利流下，冷凝管应从a处进水．
（7）由实验测定反应温度对产物的影响如表：根据表数据，你认为反应最佳的温度选择的范围是15～20℃．

T/℃活性氧百分含量产率
5～1013.9485.49
10～1514.0285.78
15～2015.0588.38
20～2514.4683.01
2．高纯碳酸锰在电子工业中有重要的应用，湿法浸出软锰矿（主要成分为MnO2，含少量Fe、Al、Mg等杂质元素）制备高纯碳酸锰的实验过程如下：

（1）浸出：浸出时温度控制在90℃～95℃之间，并且要连续搅拌3小时的目的是提高软锰矿中锰的浸出率，植物粉的作用是作还原剂．
（2）除杂：①向浸出液中加入一定量的碳酸锰矿，调节浸出液的pH为3.5～5.5；
②再加入一定量的软锰矿和双氧水，过滤；
③…
操作①中使用碳酸锰调pH的优势是增加MnCO3的产量（或不引入新的杂质等）；操作②中加入双氧水不仅能将Fe2+氧化为Fe3+，而且能提高软锰矿的浸出率．写出双氧水提高软锰矿浸出率的离子方程式MnO2+H2O2+2H+=Mn2++2H2O+O2↑．
（3）制备：在30℃～35℃下，将碳酸氢铵溶液滴加到硫酸锰净化液中，控制反应液的最终pH在6.5～7.0，得到MnCO3沉淀．温度控制35℃以下的原因是减少碳酸氢铵的分解，提高原料利用率；该反应的化学方程式为MnSO4+2NH4HCO3 $\frac{\underline{\;30-35℃\;}}{\;}$MnCO3+（NH4）2SO4+CO2↑+H2O；生成的MnCO3沉淀需经充分洗涤，检验洗涤是否完全的方法是取最后一次的洗涤滤液1～2mL于试管中，向其中滴加用盐酸酸化的BaCl2溶液，若无白色沉淀产生，则表明已洗涤干净．
（4）计算：室温下，Ksp（MnCO3）=1.8×10-11，Ksp（MgCO3）=2.6×10-5，已知离子浓度小于1，.0×10-5mol•L-1时，表示该离子沉淀完全．若净化液中的c（Mg2+）=10-2mol/L，试计算说明Mg2+的存在是否会影响MnCO3的纯度．
12．以工业废铁屑（含有一些不溶于酸的杂质）为原料生产硫酸钾、过二硫酸铵和氧化铁红颜料，其主要流程如
图：

（1）反应I加入NH4HCO3的作用是除去过量的酸，还有一个作用是沉淀Fe2+；
（2）操作①名称是过滤，检验反应Ⅱ溶液中阳离子的方法是取少许溶液于试管中，加入浓氢氧化钠溶液加热，用湿润的红色石蕊试纸检验，试纸变蓝色证明生成了氨气，原溶液中含铵根离子；
（3）工业生产上常在反应Ⅲ的过程中加入一定量的醇类溶剂，其目的是降低K2SO4的溶解度，有利于K2SO4析出；
（4）己知FeCO3的Ksp=2×10-11，反应I中Fe2+完全沉淀后，溶液中c（CO32-）=2×10-6mol/L；
（5）写出FeCO3在空气中锻烧的化学反应方程式4FeCO3 +O2 $\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe2O3 +4CO2；
（6）NH4Cl溶液显酸性，其浓溶液可用于除去铁锈，其原理是（用离子反应方程式表示）NH4++H2O?NH4•H2O+H+、Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O．
19．我国化工专家侯德榜（1890-1974）的“侯氏制碱法”为世界制碱工业做出了突出贡献．某化学兴趣小组模拟“侯氏制碱法”制纯碱并进行后续实验．
Ⅰ．制备纯碱：先以NaCl、NH3、CO2和水等为原料以及如图所示装置制取NaHCO3，然后再将NaHCO3制成Na2CO3．

（1）丙装置中反应的化学方程式为NH3+CO2+H2O+NaCl=NaHCO3↓+NH4Cl．
（2）装置乙的作用是除去CO2中的HCl气体．为防止污染空气，尾气中含有的氨气（或NH3）需要进行吸收处理．
（3）由装置丙中产生的NaHCO3制取Na2CO3时，需要进行的实验操作有：过滤、洗涤、灼烧．
Ⅱ工业制法获得的纯碱中常含有NaCl杂质，用下述方法可以测定样品中的NaCl的质量分数．
样品mg$\frac{H_{2}O}{溶解}$溶液$\frac{过量氯化钡溶液}{过滤}$沉淀$→_{洗涤}^{水}$$\frac{低温烘干、冷却、称量}{\;}$固体ng
如何检验氯化钡溶液已过量静置，向上层清液中继续滴加BaCl2溶液，若无白色沉淀生成，则证明BaCl2已过量；
检验沉淀是否洗涤干净所用到的试剂是AgNO3溶液；样品中NaCl的质量分数的数学表达式为（1-$\frac{106n}{197m}$）×100%．
16．下列物质的性质与实际应用对应关系错误的是（　　）
 选项 物质的性质 实际应用
 A 二氧化锰具有强氧化性 用作H2O2分解的氧化剂
 B 液氨汽化时要吸收大量的热 用作制冷剂
 C Al2O3熔点高 用作耐高温材料
 D 肥皂水显碱性用作蚊虫叮咬处的清洗剂 
A．AB．BC．CD．D
17．下列变化过程中，属于放热反应的有：②③
①水蒸气变成液态水   ②生石灰与水反应
③酸碱中和反应         ④Ba（OH）2•8H2O与NH4Cl晶体的反应．

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