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:

(1)制备MgAl₂O₄过程中，高温焙烧时发生反应的化学方程式                           。

(2)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            。

(3)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。）

(4)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                 _。

(5)将Mg、Cu组成的1.96g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0.896L（标准状况），向反应后的溶液中加入2mol/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

【答案】

(1)   2 Al(OH)₃+Mg (OH)₂ = MgAl₂O₄  + 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) 4.00g

【解析】

试题分析：（1）根据流程图可知：制备MgAl₂O₄过程中，高温焙烧时发生反应的物质为Al(OH)₃和Mg (OH)₂，化学方程式为2 Al(OH)₃+Mg (OH)₂ = MgAl₂O₄  + 4H₂O；

（2）过滤操作的要点是“一贴”、“二低”、“三靠”，该装置的错误是漏斗下端尖嘴未紧贴烧杯内壁；由流程知沉淀表面含有的杂质离子为NH₄⁺和Cl^-，检验沉淀是否洗净，可检验最后一次洗涤液是否含有Cl^-，试剂为硝酸酸化的AgNO₃溶液，固体的灼烧应在坩埚中进行；

（3）根据25℃时K_sp[Mg(OH)₂]=1.8×10^-11，K_sp[Al(OH)₃]=3×10 ^-34，当Mg²⁺和Al³⁺浓度均为0．01 mol・L^-1时，生成Mg(OH)₂沉淀时所需OH^-最小浓度大于生成Al(OH)₃沉淀时所需OH^-最小浓度，故先生成Al(OH)₃沉淀，离子方程式为Al³⁺+ 3NH₃·H₂O＝Al(OH)₃+ 3NH₄⁺

（4）本实验的目的是制备无水AlCl₃。结合题给装置图可知实验原理为：2Al+3Cl₂2AlCl₃，题给信息“无水AlCl₃(183℃升华)遇潮湿空气即产生大量白雾”，所以制备过程要防止水蒸气的干扰。装置图中A为氯气的发生装置，B用来除去氯气中的氯化氢，应加饱和NaCl溶液，C中盛放浓硫酸除氯气中的水蒸气，F装置中盛浓硫酸用于防止外界空气中的水蒸气进入反应装置，G为氯气尾气处理装置，F和G装置可用一个装有碱石灰的干燥管或U形管来代替；

（5）该小题属于计算题。分析题意知：在反应过程中Mg和Cu均失两个电子生成Mg²⁺和Cu²⁺，Mg²⁺和Cu²⁺都与两个OH^-反应生成Mg（OH）₂和Cu（OH）₂，即Mg和Cu失电子的物质的量和结合OH^-的物质的量相等，又HNO3被还原为NO，生成1molNO得3mol电子。现收集到还原产物NO气体0.896L（标准状况），0.04mol,则得电子的物质的量为0.12mol，根据上述分析和电子守恒得Mg²⁺和Cu²⁺结合OH^-的物质的量为0.12mol,其质量为2.04g,根据质量守恒定律知生成Mg（OH）₂和Cu（OH）₂沉淀的质量为4.00g。

考点：以无机工艺流程为载体考查化学方程式的书写、化学实验和相关计算