题目内容

5．无水AlCl3是一种重要的化工原料．某课外探究小组尝试制取无水AlCl3，查阅资料获得下列信息：无水AlCl3在178℃升华，极易潮解，遇水蒸气产生白色烟雾．
探究一 无水AlCl3的实验室制备
利用如图装置，用干燥、纯净的氯气在加热条件下与铝粉（已除去氧化膜）反应制取无水AlCl3．供选择的药品：①铝粉 ②浓硫酸 ③稀盐酸 ④饱和食盐水 ⑤二氧化锰粉末 ⑥无水氯化钙 ⑦稀硫酸 ⑧浓盐酸 ⑨氢氧化钠溶液
（1）写出装置A烧瓶中发生的反应方程式MnO2+4HCl$\frac{\underline{\;加热\;}}{\;}$MnCl2+Cl2↑+2H2O．
（2）实验开始前，先检查装置气密性，后装入药品，接下来的步骤依次是bca（填序号）
a．加热D中硬质玻璃管   b．往A烧瓶中加入液体    c．点燃A中的酒精灯
（3）写出无水AlCl3与水蒸气反应的化学方程式AlCl3+3H2O（g）=Al（OH）3+3HCl．
探究二 无水AlCl3的含量测定及结果分析
取D中反应后所得固体2.0g，与足量氢氧化钠溶液反应，测定生成气体的体积（体积均换算成标准状况），重复测定三次，数据如表：
第一次实验第二次实验第三次实验
D中固体用量2.0g2.0g2.0g
氢气的体积334.5mL336.0mL337.5mL
（4）根据表中数据，计算所得固体中无水AlCl3的质量分数86.5%．
（5）有同学认为测得的无水AlCl3的质量分数偏低，你认为可能的原因有①②③：（填序号）
①制备的氯气不足，②固体和气体无法充分接触，③无水AlCl3发生升华，造成损失．

分析 本题分三块，制备氯化铝、氯化铝的纯度分析、探究实验室制氯气的反应原理，其中氯化铝制备是利用二氧化锰和浓盐酸混合加热制得氯气与铝粉共热制备氯化铝，实验过程中要关注氯气的净化、保持无氧环境（防止生成氧化铝）、干燥环境（防氯化铝水解），并进行尾气处理减少对环境的污染；氯化铝样品中可能混有铝，利用铝与氢氧化钠溶液反应生成的氢气测定铝的含量，再计算出氯化铝的纯度；探究实验室制备氯气的原理可从来二个方面分析（1）氯离子浓度对实验的影响（2）H+对实验的影响；
（1）实验室是利用二氧化锰与浓盐酸混合加热制氯气的，可据此写出反应化学方程式；
（2）实验前装置里充满空气，空气时有氧气，必须先利用生成的氯气除去，否则制得的氯化铝中会混有氧化铝，根据此思路确定操作顺序；
（3）无水AlCl3与水蒸气发生的是水解反应；
（4）根据三次实验生成的氢气求平均值，再根据生成的氢气求出参加反应的铝，即可计算出氯化铝的质量分数；
（5）氯化铝的含量偏低，除部分不参加反应的铝外，还可能有部分铝被氧气氧化．

解答 解：（1）实验室用二氧化锰与浓盐酸反应制氯气的反应方程式为MnO2+4HCl$\frac{\underline{\;加热\;}}{\;}$MnCl2+Cl2↑+2H2O，故答案为：MnO2+4HCl$\frac{\underline{\;加热\;}}{\;}$MnCl2+Cl2↑+2H2O；
（2）实验开始前，先检查装置气密性，然后装入药品，接下来先添加浓盐酸再加热A中酒精灯，待硬质玻璃管中充满黄绿色气体后再加热D装置，正确操作顺序为bca，故答案为：bca；
（3）无水氯化铝遇水蒸汽，Al3+的水解在受热条件下反应快速进行，反应方程式为AlCl3+3H2O（g）=Al（OH）3+3HCl，故答案为：AlCl3+3H2O（g）=Al（OH）3+3HCl；
（4）三次实验收集到的氢气平均值为（334.5mL+336.0mL+337.5mL）÷3=336.0mL，氢气的物质的量为$\frac{336×1{0}^{-3}L}{22.4L/mol}$=0.015mol，根据2Al～3H2，可知铝的物质的量为$\frac{0.015mol×2}{3}$=0.01mol，质量为0.01mol×27g/mol=0.27g，氯化铝的质量分数为$\frac{2.0g-0.27g}{2.0g}$=86.5%，故答案：86.5%；
（5）氯气量不足，部分铝未反应生成氯化铝，可导致氯化铝含量偏低；固体和气体无法充分接触，部分铝粉未被氯气氧化，混有铝，导致氯化铝含量偏低；有少量氯化铝升华，也能导致氯化铝含量偏低；故答案为：①②③．

点评 本题综合程度较高，考查了氯气与氯化铝的制备，探究了氯化铝含量测定及氯气制备原理，涉及物质的量计算、实验操作的选择等，知识面广，但难度中等，对学生基础要求较高，对学生的解题能力提高有一定帮助．

练习册系列答案
相关题目
18．化学概念在逻辑上存在如图关系，对下列概念的说法正确的是（　　）
A．化合物与电解质属于包含关系
B．氧化还原反应与化合反应属于包含关系
C．溶液与分散系属于并列关系
D．化合物与碱性氧化物属于交叉关系
16．已知A（g）+B（g）?C（g）+D（s）反应的平衡常数与温度的关系如下：
温度℃70080088010001200
平衡常数1.010.015.016.117.7
（1）该反应的平衡常数表达式K=$\frac{c（C）}{c（A）c（B）}$，△H＞0（填“＞、＜、或=”）；
（2）800℃时，向一个5L的密闭容器中充入0.4molA和0.7molB，若反应初始2mim内A的平均反应速率为0.01mol•L-1•min-1，则2min时c（A）=0.06mol•L-1，C的物质的量为0.1mol；此时，该可逆反应是否达到平衡？否（填“是”或“否”）
（3）在此密闭容器中，下列选项能作为判断该反应达到平衡的依据有abd
a．压强不随时间改变                   b．气体的密度不随时间改变
c．单位时间内消耗A和B的物质的量相等    d．C的百分含量保持不变
（4）880℃时，反应 C（g）+D（s）?A（g）+B（g）的平衡常数的值为0.067．
13．物质（t-BuNO）2在正庚烷溶剂中发生如下反应：（t-BuNO）2?2（t-BuNO）．
（1）当（t-BuNO）2的起始浓度（c0）为0.50mol•L-1时，实验测得20℃时的平衡转化率（α）是65%．列式计算20℃时上述反应的平衡常数K=2.4．
（2）一定温度下，随着（t-BuNO）2的起始浓度增大，其转化率减小（填“增大”、“不变”或“减小”）．
已知20℃时该反应在CCl4溶剂中的平衡常数为1.9，若将反应溶剂正庚烷改成CCl4，并保持（t-BuNO）2起始浓度相同，则它在CCl4溶剂中的平衡转化率小于（填“大于”、“等于”或“小于”）其在正庚烷溶剂中的平衡转化率．
（3）实验测得该反应的△H=50.5 kJ•mol-1，活化能Ea=90.4 kJ•mol-1．下列能量关系图合理的是C
20．请根据所学知识回答下列问题：
（1）已知常温时红磷比白磷稳定，比较下列反应中△H的大小：△H1＜△H2．
①P4（白磷，s）+5O2（g）═2P2O5（s）△H1
②4P（红磷，s）+5O2（g）═2P2O5（s）△H2
（2）已知：稀溶液中，H+（aq）+OH-（aq）═H2O（l）△H=-57.3kJ•mol-1，则浓硫酸与稀氢氧化钠溶液反应生成1mol水，放出的热量＞57.3kJ．
（3）已知：C3H8（g ）═CH4（g）+HC≡CH（g）+H2（g）△H1=156.6kJ•mol-1
CH3CH=CH2（g）═CH4（g）+HC≡CH（g）△H2=32.4kJ•mol-1
则相同条件下，反应C3H8（g）═CH3CH=CH2 （g）+H2（g）的△H=+124.2kJ•mol-1
（4）如图是一种钠硫高能电池的结构示意图，M由Na2O和Al2O3制得，其作用是导电和隔膜，该电池反应为2Na+xS=Na2Sx．该电池正极的电极反应式为xS+2e-=Sx2-．
用该电池作电源进行铁件镀铜时，若电镀池中两电极的质量开始相同，电镀完成后取出洗净、烘干、称量，二者质量差为25.6g，则理论上该电池负极消耗的质量为9.2g．
10．对于反应2A（g）+B（g）?2C（g）在反应过程中C的质量分WC随温度变化如图所示，试确定：
（1）T0对应的V正与V逆关系是V正=V逆（填“＞”、“＜”、“=”）．
（2）A、B两点正反应速率的大小关系VA＜VB（填“＞”、“＜”、“=”）．
（3）温度T＜T0时，Wc逐渐增大的原因是反应还没有到达平衡，反应向正反应进行，随着温度升高，生成的C越来越多
（4）500℃条件下，该反应 K=2.33，测得某时刻，A（g）、B（g）、C（g）的浓度均为0.5mol/L，则此时v（正）＞ v（逆）（填“＞”“＜”或“=”）
17．为验证Cl2、Br2的氧化性强弱，设计了如下实验：（可供选择的试剂有：氯水、溴水、NaCl溶液、NaBr溶液、酒精、四氯化碳）实验步骤如图，填写图中的空白（不要填在图上）．

试管中2mL 试剂为：NaBr溶液；加入少量氯水（填试剂名称）；再加入四氯化碳（填试剂名称）；现象：溶液分层，上层无色，下层为橙黄色．
可以证明Cl2的氧化性强于（填“强于”或“弱于”）Br2的氧化性，此反应的离子方程式为：Cl2 +2Br-═Br2-+2Cl-．
14．将氯化铁溶液蒸干，再灼烧得到的固体物质是（　　）
A．FeCl3B．Fe2O3C．Fe（OH）3D．Fe3O4
15．用Na2CO3•10H2O晶体，配制0.2mol•L-1的Na2CO3溶液480mL．
（1）应称取Na2CO3•10H2O晶体的质量：28.6g．
（2）根据下列操作对所配溶液的浓度产生的影响，完成下列要求：
①Na2CO3•10H2O晶体失去了部分结晶水　②用“左码右物”的称量方法称量晶体（使用游码）　③碳酸钠晶体不纯，其中混有氯化钠　④称量碳酸钠晶体时所用砝码生锈　⑤容量瓶未经干燥使用    其中引起所配溶液浓度偏高的有①④ （填序号，下同），偏低的有②③，无影响的有⑤．
（3）下列操作中，容量瓶所不具备的功能有B、C、E．
A．配制一定体积准确浓度的标准溶液         B．贮存溶液
C．测量容量瓶规格以下的任意体积的液体
D．准确稀释某一浓度的溶液         E．用来加热溶解固体溶质．

违法和不良信息举报电话：027-86699610 举报邮箱：58377363@163.com

精英家教网