Question

4．实验室采用MgCl₂、AlCl₃的混合溶液与过量氨水反应制备MgAl₂O₄，主要流程如图1：

（1）写出生成沉淀的离子方程式Mg²⁺+2NH₃•H₂O=Mg（OH）₂↓+2NH₄⁺、Al³⁺+3NH₃•H₂O=Al（OH）₃↓+3NH₄⁺．
（2）判断流程中沉淀是否洗净所用的试剂是AgNO₃溶液（或硝酸酸化的AgNO₃溶液）．
（3）无水AlCl₃（183°C升华）遇潮湿空气即产生大量白雾，实验室可用下列装置（图2）制备无水AlCl₃．
①写出装置A中发生反应的化学方程式MnO₂+4HCl（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂ ↑+2H₂O；
②装置 B中盛放饱和NaCl溶液，该装置的主要作用是除去HCl．F中试剂的作用是吸收水蒸气．仅用一件仪器装填适当试剂后也可起到F和G的作用，所装填的试剂为碱石灰．
③写出装置G中吸收尾气的离子方程式Cl₂+2OH^-=Cl^-+ClO^-+H₂O．

Answer 1

分析 （1）MgCl₂、AlCl₃的混合溶液与过量氨水反应生成氢氧化镁和氢氧化铝沉淀，再经过过滤、洗涤、干燥得氢氧化镁和氢氧化铝沉淀，再在高温焙烧得到MgAl₂O₄固体；
（2）沉淀中应该附着氯离子和铵根离子，若判断是否洗净，可以用硝酸银溶液检验最后一次洗涤液中是否含有氯离子判断；
（3）A装置制取氯气，反应方程式为：MnO₂+4HCl$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂ ↑+2H₂O，氯化氢易挥发，制取的氯气中含有HCl、水蒸气，B中盛放饱和食盐水，除去混有的HCl气体，因为氯化铝易发生水解，C装置进行氯气干燥，C中盛放浓硫酸干燥氯气，干燥后的氯气进入D装置与铝发生反应：2Al+3Cl₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2AlCl₃，无水AlCl₃易升华，在E中冷却收集，G中氢氧化钠溶液吸收尾气中氯气，防止污染空气，由于氯化铝易发生水解，故F中试剂防止空气中的水蒸气进入E装置，可以盛放浓硫酸，F用球形干燥管代替，其中可以用碱石灰可起到F和G的作用．

解答 解：（1）MgCl₂、AlCl₃的混合溶液与过量氨水反应生成氢氧化镁和氢氧化铝沉淀，再经过过滤、洗涤、干燥得氢氧化镁和氢氧化铝沉淀，再在高温焙烧得到MgAl₂O₄固体，生成沉淀的离子方程式：Mg²⁺+2NH₃•H₂O=Mg（OH）₂↓+2NH₄⁺、Al³⁺+3NH₃•H₂O=Al（OH）₃↓+3NH₄⁺，
故答案为：Mg²⁺+2NH₃•H₂O=Mg（OH）₂↓+2NH₄⁺、Al³⁺+3NH₃•H₂O=Al（OH）₃↓+3NH₄⁺，
故答案为：Mg²⁺+2NH₃•H₂O=Mg（OH）₂↓+2NH₄⁺；
（2）沉淀中应该附着氯离子和铵根离子，若判断是否洗净：可以取少量最后一次洗涤液，加入AgNO₃溶液（或硝酸酸化的AgNO₃溶液）溶液进行判断，若生成白色沉淀，则说明没有洗涤干净，若没有白色沉淀生成，则说明已经洗涤干净，
故答案为：AgNO₃溶液（或硝酸酸化的AgNO₃溶液）；
（3）A装置制取氯气，反应方程式为：MnO₂+4HCl（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂ ↑+2H₂O，氯化氢易挥发，制取的氯气中含有HCl、水蒸气，B中盛放饱和食盐水，除去混有的HCl气体，因为氯化铝易发生水解，C装置进行氯气干燥，C中盛放浓硫酸干燥氯气，干燥后的氯气进入D装置与铝发生反应：2Al+3Cl₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2AlCl₃，无水AlCl₃易升华，在E中冷却收集，G中氢氧化钠溶液吸收尾气中氯气，防止污染空气，由于氯化铝易发生水解，故F中试剂防止空气中的水蒸气进入E装置，可以盛放浓硫酸，F用球形干燥管代替，其中可以用碱石灰可起到F和G的作用．
①装置A中发生反应的化学方程式：MnO₂+4HCl（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂ ↑+2H₂O，
故答案为：MnO₂+4HCl（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂ ↑+2H₂O；
②装置 B中盛放饱和NaCl溶液，该装置的主要作用是：除去HCl，F中试剂的作用是：吸收水蒸气，仅用一件仪器装填适当试剂后也可起到F和G的作用，所装填的试剂为碱石灰，
故答案为：除去HCl；吸收水蒸气；碱石灰；
③装置G中吸收尾气的离子方程式：Cl₂+2OH^-=Cl^-+ClO^-+H₂O，
故答案为：Cl₂+2OH^-=Cl^-+ClO^-+H₂O．

点评 本题考查物质的制备实验，关键是对制备原理与各装置的理解，握化学实验制备方案的设计原则，试题侧重考查学生的分析、理解能力及化学实验能力，难度中等．