Question

3．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自雾．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．

请回答下列题：
（1）制备实验开始时，先检查装置的气密性，接下来的操作依次是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．
（3）装置B 和C中的试剂分别是饱和食盐水、浓硫酸．
（4）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产生，用化学方程式表示其原因AlCl₃+3H₂O=Al（OH）₃+3HCl．
（6）制备过程中随着盐酸的浓度下降，氯气的制取反应会停止．为测定残余液中盐酸的浓度，某同学量取残余液10.00mL，加水稀释到250.00mL．然后从中取出20.00mL，用0.1000mol/L的NaOH标准溶液进行滴定，终点时消耗NaOH溶液24.00mL．则该残余液体中盐酸的浓度为3.00mol•L^-1．

Answer 1

分析 根据实验装置图可知，该实验中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，再用浓硫酸干燥，氯气与铝反应制得氯化铝，反应的尾气中有氯气用氢氧化钠吸收，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，
（1）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；
（3）装置B是除去氯化氢气体，装置C是干燥气体，据此答题；
（4）根据所给的装置图可知，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是吸收空气中的CO₂，所以可以加入碱石灰来代替F和G的作用；
（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；
（6）根据盐酸与氢氧化钠发生中和反应中用掉的氢氧化钠的物质的量可计算出残余液体中盐酸的物质的量，进而确定其浓度．

解答 解：根据实验装置图可知，该实验中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，再用浓硫酸干燥，氯气与铝反应制得氯化铝，反应的尾气中有氯气用氢氧化钠吸收，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，
（1）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，
故答案为：MnO₂+4HCl$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O；
（3）根据上面的分析可知，B装置中的试剂为饱和食盐水，B装置中的试剂为浓硫酸，
故答案为：饱和食盐水；浓硫酸；
（4）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，
故答案为：碱石灰或氧化钙；
（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；
（6）由题意可知，发生中和反应的氢氧化钠的物质的量为0.1000mol/L×24.00×10^-3L=2.400×10^-3mol，则10.00mL残余液体中盐酸的物质的量为$\frac{250}{20}$×2.400×10^-3mol=3.00×10^-2mol，所以残余液体中盐酸的物质的量浓度为$\frac{3.00×1{0}^{-2}}{10.00×1{0}^{-3}}$mol•L^-1=3.00mol•L^-1，
故答案为：3.00mol•L^-1．

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，难度中等．