Question

6．无水氯化铝是白色晶体，易潮解，在178℃升华．实验室可用氯气与金属铝反应制备无水三氯化铝．如图是两个学生设计的实验装置、左边的反应装置相同，而右边的产品收集装置则不同，分别如（Ⅰ）和（Ⅱ）所示．试回答：

（1）B中反应的化学方程式为：4HCl（浓）+MnO₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂ ↑+2H₂O；
（2）D中的反应开始前，需排除装置中的空气，应采取的方法是：B中的反应进行一段时间后，看到黄绿色气体充满装置，再开始加热D．
（3）C装置的作用是干燥氯气．
（4）装置（Ⅰ）的主要缺点是：导管易被产品堵塞，尾气排入空气，易造成环境污染．
（5）装置（Ⅱ）的主要缺点是：产品易受潮解．如果选用此装置来完成实验，则必须采取的改进措施是：在瓶E和F之间连接装有干燥剂的装置．
（6）简述如何由AlCl₃溶液来制得无水氯化铝：在HCl气流中加热蒸干．

Answer 1

分析 （1）实验室用氯气和铝反应制取氯化铁，所以首先要制取氯气，根据装置图可知，实验中用浓盐酸和二氧化锰反应制取氯气；
（2）利用生成的氯气排出装置中的空气来分析；
（3）用浓盐酸与二氧化锰制得的氯气中有水份，氯化铝易水解，所以用氯气与铝反应制氯化铝，氯必须干燥；
（4）导管易被产品堵塞，有毒气体应该有尾气处理装置；
（5）尾气处理装置中有水，导致氯化铝易水解；
（6）由AlCl₃溶液来制得无水氯化铝，如果直接加热蒸发，铝 离子水解，同时生成氯化氢挥发，最后得不到氯化铝而生成氢氧化铝，所以要防止铝离子水解．

解答 解：（1）实验室用氯气和铁反应制取氯化铝，所以首先必须制取氯气，实验室常用浓盐酸和二氧化锰加热制取氯气，加热条件下，浓盐酸和二氧化锰反应生成氯化锰、氯气和水，所以B中发生的化学反应是4HCl（浓）+MnO₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂ ↑+2H₂O，
故答案为：4HCl（浓）+MnO₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂ ↑+2H₂O；
（2）D中的反应开始前，需排除装置中的空气，防止氧气和铁反应生成铁的氧化物而产生杂质，所以D中的反应开始前，必须排除装置中的空气，其方法是B中的反应进行一段时间后，看到黄绿色气体充满装置，再开始加热D，
故答案为：B中的反应进行一段时间后，看到黄绿色气体充满装置，再开始加热D；
（3）用浓盐酸与二氧化锰制得的氯气中有水份，氯化铝易水解，所以用氯气与铝反应制氯化铝，氯必须干燥，C中的浓硫酸能吸水，所以C装置的作用是干燥氯气，
故答案为：干燥氯气；
（4）导气管口较小，D装置中的固体物质易堵塞导管口；氯气是有毒气体，不能直接排空，否则会污染环境，所以应该有一个尾气处理装置，
故答案为：导管易被产品堵塞，尾气排入空气，易造成环境污染；
（5）该装置中有尾气处理装置，但尾气处理装置中是水溶液，会导致E中有水蒸气，会导致氯化铝产品易潮解，所以为防止氯化铝潮解，在瓶E和F之间连接装有干燥剂的装置，
故答案为：产品易受潮解；在瓶E和F之间连接装有干燥剂的装置；
（6）由AlCl₃溶液来制得无水氯化铝，如果直接加热蒸发，铝 离子水解，同时生成氯化氢挥发，最后得不到氯化铝而生成氢氧化铝，所以要防止铝离子水解，所以操作为在HCl气流中加热蒸干，
故答案为：在HCl气流中加热蒸干．

点评 本题主要考查了物质的制备，除杂和提纯，注意利用题目信息分析问题，培养了学生解决问题的能力，难度中等．