Question

实验室采用MgCl₂、AlCl₃的混合溶液与过量氨水反应制备MgAl₂O₄二主要流程如下:

⑴制备MgAl₂O₄过程中，高温焙烧时发生反应的化学方程式                        。
⑵如图所示，过滤操作中的一处错误是                          。判断流程中沉淀是否洗净所用的试剂是           。高温焙烧时，用于盛放固体的仪器名称是                      。

⑶在25℃下，向浓度均为0．01 mol?L^-1的MgCl₂和AlCl₃混合溶液中逐滴加入氨水，先生成_______沉淀(填化学式)，生成该沉淀的离子方程式_______  ______________
（已知25℃时K_sp[Mg(OH)₂]=1.8×10^-11，K_sp[Al(OH)₃]=3×10 ^-34。）
⑷无水AlCl₃(183℃升华)遇潮湿空气即产生大量白雾，实验室可用下列装置制备。

装置B中盛放饱和NaCl溶液,该装置的主要作用是                 ； F中试剂的作用是           ；用一件仪器装填适当试剂后也可起到F和G的作用，所装填的试剂为                   。
⑸将Mg、Cu组成的3.92g混合物投入过量稀硝酸中，充分反应后，固体完全溶解时收集到还原产物NO气体1.792L（标准状况），向反应后的溶液中加入4mol/L的NaOH溶液80mL时金属离子恰好完全沉淀。则形成沉淀的质量为               g。

Answer 1

(1）  2 Al(OH)₃+Mg (OH)₂MgAl₂O₄ + 4H₂O  
(2）漏斗下端尖嘴未紧贴烧杯内壁    AgNO₃溶液(或硝酸酸化的AgNO₃溶液)；坩埚
(3）Al(OH)₃       Al³⁺+ 3NH₃·H₂O＝Al(OH)₃↓+ 3NH₄⁺
(4）除去HCl；吸收水蒸气；碱石灰(或NaOH与CaO混合物)
(5）8.00

解析

试题分析：（1）向MgCl₂、AlCl₃的混合溶液中加入过量的氨水，发生反应：MgCl₂+ 2NH₃·H₂O＝Mg(OH)₂↓+ 2NH₄Cl；AlCl₃+ 3NH₃·H₂O＝Al(OH)₃↓+ 3NH₄Cl；然后把Al(OH)₃、Mg (OH)₂沉淀过滤出来，并洗涤干净、干燥，最后高温灼烧发生反应2Al(OH)₃+Mg (OH)₂MgAl₂O₄ + 4H₂O。即得到要制备MgAl₂O₄。⑵在如图所示的过滤操作中的错误是漏斗下端尖嘴未紧贴烧杯内壁。由于沉淀是从金属氯化物中过滤出来的，所以要判断流程中沉淀是否洗净的方法就是用硝酸酸化的AgNO₃溶液来检验是否含有Cl^-即可。高温焙烧时，要用坩埚来盛放固体物质。⑶Mg²⁺形成沉淀需要的；而Al³⁺形成沉淀需要的<4.242×10^-5。需要的OH-的浓度越小，越容易形成沉淀。因此首先形成的是Al(OH)₃沉淀。（4）装置B中盛放饱和NaCl溶液,该装置的主要作用是除去氯气中杂质气体HCl，同时减小氯气的溶解。由于无水AlCl₃(183℃升华)遇潮湿空气即产生大量白雾，所以在F中试剂的作用是吸收水蒸气，防止无水AlCl₃水解。用干燥管装填碱石灰也可起到F和G的作用。⑸Mg、Cu与硝酸发生反应变为Mg²⁺、Al³⁺时失去的电子的物质的量与HNO₃得到电子的物质的量相等。而当向反应后的溶液中加入NaOH溶液金属离子恰好完全沉淀时增加的质量就是OH^-的质量，其物质的量就等于Mg²⁺、Al³⁺时失去的电子的物质的量。根据等量关系可得。n(NO)= 1.792L÷22.4L/mol=0.08mol.所以n(e-)="0.08mol×3=0.24mol." 故形成沉淀的质量为3.92g＋0.24mol×17g/mol=8.00g。

考点：考查物质的制备、混合物的分离、仪器的选择与使用、气体的制取、杂质的除去、沉淀形成的先后顺序、守恒法在化学计算中的应用的知识。