题目内容

17．无水AlCl3是一种重要的有机合成催化剂，该物质在183℃时升华，遇潮湿空气即产生大量白雾．某中学化学兴趣小组拟利用中学常见仪器设计实验制备无水AlCl3，实验装置如图所示．请回答：

（1）制备实验开始时，先检查装置的气密性，接下来的操作依次是acbd．
a．加入MnO2粉末  b．点燃A中酒精灯 c．加入浓盐酸 d．点燃D处酒精灯
（2）写出A装置中发生反应的化学方程式MnO2+4HCl（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl2+Cl2↑+2H2O．
（3）装置B中的试剂是饱和食盐水．该装置存在安全隐患，请指出D、E间导管易发生堵塞．
（4）装置F中试剂为浓硫酸，甲同学认为F和G可以用一种仪器替代，且加入一种药品即可达到相同效果．这种药品可以是碱石灰，其作用是防止水蒸气进入E中，同时吸收多余的氯气．

分析 根据实验装置图可知，该实验中用浓盐酸与二氧化锰反应生成氯气，氯气中有氯化氢、水等杂质，先用饱和食盐水除氯化氢，再用浓硫酸干燥，氯气与铝反应制得氯化铝，反应的尾气中有氯气用氢氧化钠吸收，为防止氯化铝与氢氧化钠溶液中的水蒸汽反应，所以在收集装置和尾气吸收装置之间加一干燥装置F．
（1）实验开始时先要将装置中的空气排尽，防止空气中的水蒸汽与生成的氯化铝反应；
（2）A中发生浓盐酸和二氧化锰的反应，生成氯化锰、氯气和水；
（3）实验中用浓盐酸与二氧化锰反应制取氯气，氯化氢易挥发，制取的氯气中含有氯化氢，装置B是除去氯化氢气体；无水AlCl3在183℃时升华，遇潮湿空气即产生大量白雾，该装置存在安全隐患，在生成、收集氯化铝的位置发生导管堵塞；
（4）氯化铝易发生水解，故应该防止空气中的水蒸气进入E装置，而G是吸收空气中的CO2，所以可以加入碱石灰来代替F和G的作用．

解答 解：（1）实验开始时先要将装置中的空气排尽，防止空气中的水蒸汽与生成的氯化铝反应，所以操作依次是acbd，
故答案为：acbd；
（2）A中发生浓盐酸和二氧化锰的反应，生成氯化锰、氯气和水，反应方程式为MnO2+4HCl（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl2+Cl2↑+2H2O，
故答案为：MnO2+4HCl（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl2+Cl2↑+2H2O；
（3）实验中用浓盐酸与二氧化锰反应制取氯气，氯化氢易挥发，制取的氯气中含有氯化氢，B装置中的试剂为饱和食盐水，除去氯气中的氯化氢气体，B装置中的试剂为浓硫酸，无水AlCl3在183℃时升华，遇潮湿空气即产生大量白雾，该装置存在安全隐患，在生成、收集氯化铝的位置D、E间导管易发生堵塞，
故答案为：饱和食盐水；D、E间导管易发生堵塞；
（4）F为浓硫酸，起到干燥作用，防止氯化铝水解，因为氯化铝易发生水解，故应该防止空气中的水蒸气进入E装置，而G是吸收反应剩余的氯气，所以可以加入碱石灰或氧化钙来代替F和G的作用，
故答案为：浓硫酸；碱石灰；防止水蒸气进入E中，同时吸收多余的氯气．

点评 本题考查物质的制备实验，侧重于学生的分析能力和实验能力的考查，为高考常见题型，注意把握实验的原理和注意事项，题目难度中等．

练习册系列答案
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8．甲烷的燃烧热△H=-890.3kJ•mol-1，1kg CH4在25℃，101kPa时充分燃烧生成液态水放出的热量约为（　　）
A．-5.56×104 kJ•mol-1B．5.56×104 kJ•mol-1
C．5.56×104 kJD．-5.56×104 kJ
9．某化学小组为测定下列各混合物中铝的质量分数，设计了如下实验方案：
①铜铝混合物$\stackrel{足量盐酸}{→}$充分反应测定生成气体的体积
②铜铝混合物$\stackrel{足量氢氧化钠溶液}{→}$充分反应测定剩余固体的质量
③铜铝混合物$\stackrel{空气中加热}{→}$充分反应测定所得固体的质量
④铁铝混合物$\stackrel{足量盐酸}{→}$充分反应测定生成气体的体积
以上方案可行的是（　　）
A．①②③B．②③④C．①③④D．①②③④
5．利用废旧铁皮（有铁锈）制备磁性纳米Fe3O4．制备流程图如图1：

（1）用Na2CO3溶液处理废旧铁皮的作用有A．
A．去除油污B．去除铁锈C．钝化
（2）①写出溶液A到溶液B发生的离子反应方程式2Fe2++2H++H2O2=2Fe3++2H2O．
②由溶液B制得纳米Fe3O4的过程中，须持续通入N2，原因是在N2气流下，防止Fe2+被氧化．
③将制得纳米Fe3O4分散在蒸馏水中，所形成的分散系属于胶体
（3）用如图2装置要粗略测定废铁屑中铁的质量分数，可通过如下装置测出C容器中生成气体的体积．在检查装置气密性，将药品和水装入各仪器中，连接好装置后，还需进行如下操作：
①记录C的液面位置；
②待B中反应结束后并恢复至室温；
③由A向B中滴加足量稀盐酸溶液；
④上下移动C，使干燥管液面和C中液面相平．
Ⅰ上述操作的顺序是③②④①（填序号）．
Ⅱ盛放盐酸的仪器名称为分液漏斗．
装置中导管a的作用是保证液体顺利流下，减少收集气体的体积误差．
ⅢB中反应结束标志是容器B中固体完全消失或容器B中不产生气泡．
12．ClO2与Cl2的氧化性相近，常温下均为气体，在自来水消毒和果蔬保鲜等方面应用广泛．某兴趣小组通过图1装置（夹持装置略）对其制备、吸收、释放和应用进行了研究．

（1）仪器C的名称是：球形干燥管．安装F中导管时，应选用图2中的：b（填“a”或“b”）
（2）打开B的活塞，A中氯酸钠和稀盐酸混和产生Cl2和ClO2，写出反应化学方程式：2NaClO3+4HCl═2ClO2↑+Cl2↑+2NaCl+2H2O；为使ClO2在D中被稳定剂充分吸收，可采取的措施是调节分液漏斗B的旋塞，减缓（慢）稀盐酸滴加速度．
（3）关闭B的活塞，ClO2在D中被稳定剂完全吸收生成NaClO2，此时F中溶液的颜色不变，则装置C的作用是：吸收Cl2．
（4）已知在酸性条件下NaClO2可发生反应生成NaCl并释放出ClO2，该反应的离子方程式为：4H++5ClO2-=Cl-+4ClO2↑+2H2O，在ClO2释放实验中，打开E的活塞，D中发生反应，则装置F的作用是：检验是否有ClO2生成．
（5）已吸收ClO2气体的稳定剂Ⅰ和Ⅱ，加酸后释放ClO2的浓度随时间的变化如图3所示，若将其用于水果保鲜，你认为效果较好的稳定剂的保鲜原因是：稳定剂Ⅱ可以缓慢释放ClO2，能较长时间维持保鲜所需的浓度．
2．如图1是用硫铁矿烧渣（主要成分为Fe2O3、Fe3O4、FeO、SiO2）为原料制备高纯氧化铁的生成流程示意图：

回答下列问题：
（1）酸浸使用的是稀盐酸、过滤后滤液A中的金属阳离子是Fe2+、Fe3+（写离子符号）；
（2）滤液B中加入NH4HCO3溶液的离子方程式Fe2++2HCO3-=FeCO3↓+CO2↑+H2O；
（3）煅烧FeCO3生成产品Ⅰ的化学反应方程式为4FeCO3+O2$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe2O3+4CO2；
（4）已知几种盐的溶解度随温度变化的曲线如图2所示，产品Ⅱ的化学式为K2SO4，为了获得产品Ⅱ，向（NH4）2SO4溶液中加入KCl溶液后，还需要进行的操作是蒸发结晶、趁热过滤、洗涤、干燥．
（5）检验产品Ⅱ晶体中是否含有少量的氯化物杂质需用到的试剂是滴加过量Ba（NO3）2溶液、AgNO3溶液；
（6）步骤Ⅲ中可选用C（填序号）试剂调节溶液的pH．
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9．向40mL1mol•L-1的AlCl3溶液中加入100mLKOH溶液，充分反应得到0.78g沉淀，则KOH溶液的物质的量浓度是多少？
6．某探究小组用KMnO4酸性溶液与H2C2O4溶液反应过程中溶液紫色消失快慢的方法，研究影响反应速率的因素．实验条件作如下限定：
所用酸性KMnO4溶液的浓度可选择0.010mol•L-1、0.0010mol•L-1，催化剂的用量可选择0.5g、0g，实验温度可选择298K、323K．每次实验KMnO4酸性溶液的用量均为4mL、H2C2O4溶液（0.10mol•L-1）的用量均为2mL．
（1）已知草酸溶液中各种微粒存在形式的分布曲线图如图1，请写出KMnO4酸性溶液与H2C2O4溶液反应的离子方程式5H2C2O4+2MnO4-+6H+=1OCO2↑+2Mn2++8H2O．

（2）请完成以下实验设计表，并在实验目的一栏中填出对应的实验编号：
实验编号T/K催化剂的用量/g酸性KMnO4溶液的浓度/mol•L-1实验目的
①2980.50.010a．实验①和②探究酸性KMnO4溶液的浓度对该反应速率的影响；
b．实验①和③探究温度对反应速率的影响；
c．实验①和④探究催化剂对反应速率的影响．
②
③0.010
④
（3）某同学对实验①和②分别进行了三次实验，测得以下实验数据（从混合振荡均匀开始计时）：
实验编号溶液褪色所需时间 t/min
第1次第2次第3次
Ⅰ14.013.011.0
Ⅱ6.56.76.8
①实验Ⅱ中用KMnO4的浓度变化来表示的平均反应速率为1×10-4mol•L-1•min-1（忽略混合前后溶液的体积变化）．
②该同学分析上述数据后得出“当其他条件相同的情况下，酸性KMnO4溶液的浓度越小，所需要的时间就越短，亦即其反应速率越快”的结论，
你认为是否正确否（填“是”或“否”）．他认为不用经过计算，直接根据表中褪色时间的长短就可以判断浓度大小与反应速率的关系，你认为是否可行否（填“是”或“否”），若不可行（若认为可行则不填），请设计可以直接通过观察褪色时间的长短来判断的改进方案：取过量的体积相同、浓度不同的草酸溶液，分别同时与体积相同、浓度相同的酸性高锰酸钾溶液反应．
（4）该反应的催化剂选择MnCl2还是MnSO4并简述选择的理由：MnSO4，如选用MnCl2，则酸性高锰酸钾会与Cl-反应，而且引入了Cl-无法证明是Mn2+起了催化作用
（5）化学催化剂有很多，在生产和科技领域起到重大作用．探究小组又利用图2装置探究MnO2对H2O2分解的催化效果．将50mL H2O2一次性加入盛有0.10mol MnO2粉末的烧瓶中，测得标准状况下由量气管读出气体的体积[V（量气管）/mL]和时间（t/min）的关系如图3所示．
①实验时放出气体的总体积是110 mL．
②b小于（填“大于”“小于”或“等于”）90mL．
7．某自然水体中含有较多的泥沙、NaCl和少量的Ca（NO3）2、Mg（NO3）2，欲得其盐，可采用的措施是过滤、蒸发；欲用其制蒸馏水，可采用的措施是蒸馏；若在实验室中完成以上两个过程，都用的玻璃仪器是酒精灯．

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