Question

13．某校课外探究小组欲在实验室条件下制取少量纯净的无水氯化铝．查阅到以下资料：无水氯化铝是白色晶体，易吸收水分，常压下在177.8℃升华，遇潮湿空气即产生大量白雾．用于有机合成和石油工业的催化剂，以及用于处理润滑油等．他们设计了以下装置（图1），请结合题意回答问题：

（1）A装置中发生反应的化学方程式为：MnO₂+4HCl（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O．
（2）装置B的作用是除去Cl₂中混有的HCl气体．
（3）请给标记为F的实线方框选择合适的装置（图2）III．
（4）AlCl₃遇潮湿空气即产生大量白雾的原因是AlCl₃遇水水解，Al³⁺+3H₂O?Al（OH）₃+3H⁺，产生的氯化氢气体在空气中形成酸雾（结合离子方程式说明）．
（5）制备反应会因盐酸浓度下降而停止，为测定反应残余液中盐酸的浓度，该小组同学提出酸碱中和滴定法测定方案．方案如下：首先准确量取残余清液稀释一定的倍数后作为试样，平行做了4次滴定．实验中所用NaOH溶液浓度为0.2000mol•L^-1，以下是实验记录与数据处理．

	1	2	3	4
V（ 样品 ）	20.00	20.00	20.00	20.00
V（NaOH）（初读数）	0.00	0.50	0.70	1.00
V（NaOH）（终读数）	22.60	22.25	22.05	23.00

①经计算，该次滴定测的试样中盐酸浓度为0.2200mol•L^-1
②在本实验的滴定过程中，下列操作会使实验结果偏小的是df（填写序号）．
a．开始滴定时滴定管尖嘴处留有气泡，滴定结束气泡消失
b．未用标准NaOH溶液润洗滴定管
c．锥形瓶中加入待测盐酸后，再加少量水
d．锥形瓶在滴定时剧烈摇动．有少量液体溅出
e．滴定前锥形瓶用待测盐酸润洗
f．观察读数时，滴定前仰视，滴定后俯视
（6）工业上常见的制备方法有四种：
a．由金属铝和氯气制取：2Al+3Cl₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2AlCl₃
b．由无水氯化氢气体与熔融金属铝制取：2Al+6HCl$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2AlCl₃+3H₂↑
c．用碳氯化法制取：Al₂O₃+3C+3Cl₂  $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2AlCl₃+3CO
d．用氧化铝和四氯化碳反应制取：Al₂O₃+3CCl₄═2AlCl₃+3COCl₂↑（光气，一种无色剧毒气体）
则有关以上四种方法的叙述正确的是CD
A．在四个反应中AlCl₃均为氧化产物
B．反应b可以改写成离子方程式2Al+6H⁺═2Al³⁺+3H₂↑
C．反应c中每产生2mol AlCl₃时转移电子数为6N_A（N_A代表阿伏加德罗常数的值）
D．反应c、d容易造成大气污染．

Answer 1

分析 浓盐酸和二氧化锰反应生成氯气，B中的饱和食盐水是为了除去混有的HCl气体，C中的浓硫酸是为了除去水，氯气与铝反应生成氯化铝，因为氯化铝易发生水解，故F应该防止空气中的水蒸气进入E装置和吸收尾气．
（1）根据浓盐酸和二氧化锰的性质判断生成物，从而确定方程式；
（2）B中的饱和食盐水是为了除去混有的HCl气体；
（3）F应该防止空气中的水蒸气进入E装置和吸收尾气；
（4）AlCl₃遇水水解生成氢氧化铝和氯化氢；
（5）①先求出氢氧化钠的平均体积，由C_HClV_HCl=C_NaOHV_NaOH解题；
②根据c（待）=$\frac{c（标）×V（标）}{V（待）}$判断不当操作对相关物理量的影响；
（6）A．化合价升高得到的是氧化产物；
B．氯化氢和氯化铝不电离；
C．Al₂O₃+3C+3Cl₂ $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2AlCl₃+3CO，碳总共失去6mol电子；
D．一氧化碳和COCl₂有毒．

解答 解：（1）浓盐酸和二氧化锰在加热条件下能发生氧化还原反应生成氯化锰、氯气、水：MnO₂+4HCl（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O，故答案为：MnO₂+4HCl（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O；
（2）B中的饱和食盐水是为了除去混有的HCl气体，故答案为：除去Cl₂中混有的HCl气体；
（3）F应该防止空气中的水蒸气进入E装置和吸收尾气，应选III，故答案为：III；
（4）AlCl₃遇水水解生成氢氧化铝和氯化氢，离子方程式：Al³⁺+3H₂O?Al（OH）₃+3H⁺，故答案为：AlCl₃遇水水解，Al³⁺+3H₂O?Al（OH）₃+3H⁺，产生的氯化氢气体在空气中形成酸雾；
（5）①反应消耗的V（NaOH）分别为22.60，22.25-0.5=21.75，22.05-0.7=21.35，23.00-1.00=22.00
平均为$\frac{22.60+21.75+21.35+22}{4}$=22.00mL
该次滴定测得试样中盐酸浓度为，由C_HClV_HCl=C_NaOHV_NaOH可得C_HCl×20=0.2000×22.00
盐酸的浓度为0.2200mol/L，故答案为：0.2200；
②a．开始滴定时滴定管尖嘴处留有气泡，滴定结束气泡消失，标准液题体积偏大，实验结果偏大；
b．未用标准NaOH溶液润洗滴定管，标准液的浓度偏小，体积偏大，实验结果偏大；
c．锥形瓶中加入待测盐酸后，再加少量水，实验结果无影响；
d．有少量液体溅出，溶质的物质的量减小，实验结果偏小；
e．滴定前锥形瓶用待测盐酸润洗，消耗标准液体积偏大，实验结果偏大；
f．观察读数时，滴定前仰视，滴定后俯视，读出体积偏小，实验结果偏小；
故答案为：df；
（6）A．Al₂O₃+3C+3Cl₂ $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2AlCl₃+3CO中氯化铝是还原产物，故A错误；
B．氯化氢和氯化铝是共价化合物，不电离，不能书写离子方程式，故B错误；
C．Al₂O₃+3C+3Cl₂ $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2AlCl₃+3CO，碳总共失去6mol电子，每产生2mol AlCl₃时转移电子数为6N_A，故C正确；
D．一氧化碳和COCl₂有毒，会造成污染，故D正确．
故答案为：CD．

点评 本题考查了实验室制备氯气，中和滴定的实验操作，侧重实验基本操作和实验原理的考查，题目难度中等，注意把握实验设计的仪器连接顺序，清楚实验原理．