Question

无水氯化铝是白色晶体，易吸收水分，在178℃升华．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．氯化铝常作为有机合成和石油化工的催化剂，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，通过下图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________．

(2)A装置中发生反应的化学方程式为________．

(3)在E处可收集到纯净的氯化铝，其原因是________．

(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________．

(5)F装置所起的作用有________．

(6)无水氯化铝在潮湿空气中会产生大量白雾，有关反应的化学方程式为________．

Answer 1

答案：
解析：

(1)防止烧瓶受热不均匀而破裂 　　(2)2H2SO4(浓)＋2NaCl＋MnO2Na2SO4＋MnSO4＋Cl2↑＋2H2O 　　(3)生成的AlCl3受热升华，在E处凝结析出 　　(4)未经除去的HCl和水蒸气随Cl2一同进入D管，与铝反应生成H2，H2与Cl2混合物受热可能爆炸，水蒸气与AlCl3作用也可能爆炸 　　(5)吸收尾气中未反应的Cl2，以免污染空气；还能起干燥作用，防止外部空气中的水蒸气进入D管，使AlCl3水解 　　(6)AlCl3＋3H2OAl(OH)3＋3HCl↑

提示：

本题提供了若干有关无水氯化铝生成、性质和用途的新信息，旨在考查运用这些信息并提取相关的已有知识分析、说明实验原理、实验装置及实验操作的能力． 　　本题(2)、(6)涉及实验的化学反应原理，其中MnO2、NaCl、浓硫酸共热，不难从实验室制HCl和Cl2的知识作出判断．无水氯化铝在潮湿空气中会产生大量白雾，在题给新信息中，只是提供了类似的实验现象，其反应原理只能从AlCl3的水解去认识． 　　本题另外的4个小题涉及实验操作或实验装置问题，应该结合具体的实验环境，特别是从起始装置中的反应物和合成反应应该保持无水等条件加以认识． 　　例如，MnO2、NaCl跟浓硫酸共热，应能产生Cl2和HCl，同时不免在气体中带有水蒸气，HCl若跟Al反应，在生成AlCl3的同时产生H2，H2与Cl2以及空气的混合物受热可能爆炸，水蒸气则会与无水AlCl3作用影响AlCl3的产率并可能爆炸．又如，F中的碱石灰将能吸收未反应的Cl2防止污染空气，且可防止无水AlCl3接触潮湿的空气而水解． 　　解答本题的关键是筛选、提取有用信息的能力和综合能力． 　　从反应原理看，MnO2、NaCl、浓硫酸共热，首先NaCl与浓硫酸反应产生HCl，进而MnO2氧化HCl产生Cl2，综合这两个反应，最终产物应为Na2SO4、MnSO4、H2O与Cl2，据此可写出总反应的化学方程式．“无水氯化铝在潮湿空气中，会产生大量白雾”，抓住“无水”和“潮湿”，明确其反应必为AlCl3与H2O的反应，再结合产生大量白雾，断定生成HCl在潮湿空气中形成酸雾，可判定发生了AlCl3的水解，且该水解反应可进行完全． 　　从实验装置和操作看，每一局部问题应该放在整套装置及其功能的大背景综合去考虑．例如，在D管中，氯气接触铝箔生成AlCl3，题给信息已明确“无水氯化铝易吸收水分，在178℃升华”，可断定生成的无水氯化铝蒸气应随气流进至E，又因冷却而凝结成无水AlCl3晶体粉末．同时，Cl2与Al的反应属于气体与固体在加热条件下的反应，在此套装置的条件下不可能反应充分，尾气中必有未反应的氯气，F中的碱石灰显然有吸收Cl2防止污染的功能，以及防止外部潮湿空气进入装置，避免AlCl3水解的功能．