Question

16．AlCl₃常作为有机合成和石油工业的催化剂，并用于处理润滑油等．
已知无水AlCl₃是白色晶体，易吸收水分，在178℃升华．装有无水AlCl₃的试剂瓶久置潮湿的空气中会自动爆炸并产生大量白雾．工业上由金属Al和氯气作用制取，或由无水HCl气流与熔融金属Al作用而制得．
某课外兴趣小组在实验室里通过下列装置制取少量纯净的无水AlCl₃．（其中B中盛有饱和食盐水）

（1）写出无水HCl气流与熔融金属Al作用的化学方程式6HCl+2Al$\frac{\underline{\;熔融\;}}{\;}$2AlCl₃+3H₂↑
（2）A装置中发生的反应的离子方程式为：MnO₂+4H⁺+2Cl^-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Mn²⁺+Cl₂↑+2H₂O．
（3）若要收集一集气瓶纯净的氯气，从A到F装置中选取装置进行重新组装，必须依次选用的装置是A、B、C、E、F
（4）若用如图装置来制备纯净的AlCl₃，还缺少的实验仪器是酒精灯，画出装置图F并标注所盛药品
（5）在D管内发生反应的化学方程式为：2Al+3Cl₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2AlCl₃．
（6）无水AlCl₃在潮湿空气中会产生大量白雾，有关反应的化学方程式为：AlCl₃+3H₂O═Al（OH）₃+3HCl．
（7）若D中放入炽热的焦炭，由A装置导出的氯气只经过 B 后就直接进入 D管，在D管中生成气体甲和气体乙，已知气体甲能使澄清石灰水变浑浊，写出D管中发生的反应C+2Cl₂+2H₂O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO₂+4HCl．
（8）将D管中产生的气体（不考虑多余的氯气）持续通入含物质的量为b mol的NaAlO₂溶液中，能观察到先沉淀后溶解，通入的气体从开始沉淀到沉淀刚好完全溶解，消耗气体总物质的量最少是4bmol．

Answer 1

分析 B装置中盛放饱和食盐水，则A装置用于制取氯气，实验室用浓盐酸和二氧化锰制取氯气，生成的氯气中含有HCl，用饱和食盐水除去氯气中的HCl，C装置干燥氯气，D中Al和氯气在加热条件下反应生成氯化铝，E中收集氯化铝晶体，F中处理尾气，且吸收空气中水蒸气；
（1）无水HCl气流与熔融金属Al作用生成氯化铝和氢气，根据反应物、生成物和反应条件书写方程式；
（2）A装置中二氧化锰和浓盐酸在加热条件下反应生成氯化锰、氯气和水；
（3）若要收集一集气瓶纯净的氯气，用A制取氯气、B除杂、C干燥氯气、E收集气体、F处理尾气；
（4）若用如图装置来制备纯净的AlCl₃，在D处需要加热，装置图F能吸收氯气和水蒸气；
（5）在D管内Al和氯气反应生成氯化铝；
（6）无水AlCl₃在潮湿空气中会产生大量白雾，原因是氯化铝和水发生水解反应生成氢氧化铝和HCl；
（7）若D中放入炽热的焦炭，由A装置导出的氯气只经过 B 后就直接进入 D管，在D管中生成气体甲和气体乙，已知气体甲能使澄清石灰水变浑浊，则甲是二氧化碳，C和水蒸气在加热条件下反应生成二氧化碳和氢气，氢气和氯气反应生成HCl，则乙是HCl；
（8）将D管中产生的气体（不考虑多余的氯气）持续通入含物质的量为b mol的NaAlO₂溶液中，能观察到先沉淀后溶解，通入的气体从开始沉淀到沉淀刚好完全溶解，
发生的反应有Cl₂+H₂O=HCl+HClO、4HCl+NaAlO₂=AlCl₃+NaCl+2H₂O，
根据这两个方程式得4Cl₂+2H₂O+NaAlO₂=4HClO+AlCl₃+NaCl，根据氯气和偏铝酸钠的关系式计算．

解答 解：B装置中盛放饱和食盐水，则A装置用于制取氯气，实验室用浓盐酸和二氧化锰制取氯气，生成的氯气中含有HCl，用饱和食盐水除去氯气中的HCl，C装置干燥氯气，D中Al和氯气在加热条件下反应生成氯化铝，E中收集氯化铝晶体，F中处理尾气，且吸收空气中水蒸气；
（1）无水HCl气流与熔融金属Al作用生成氯化铝和氢气，根据反应物、生成物和反应条件书写方程式为6HCl+2Al  $\frac{\underline{\;熔融\;}}{\;}$2AlCl₃+3H₂↑，
故答案为：6HCl+2Al  $\frac{\underline{\;熔融\;}}{\;}$2AlCl₃+3H₂↑；
（2）A装置中二氧化锰和浓盐酸在加热条件下反应生成氯化锰、氯气和水，离子方程式为MnO₂+4H⁺+2Cl^-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$ Mn²⁺+Cl₂↑+2H₂O，
故答案为：MnO₂+4H⁺+2Cl^-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$ Mn²⁺+Cl₂↑+2H₂O；
（3）若要收集一集气瓶纯净的氯气，用A制取氯气、B除杂、C干燥氯气、E收集气体、F处理尾气，所以需要的装置是A、B、C、E、F，故答案为：A、B、C、E、F；
（4）若用如图装置来制备纯净的AlCl₃，在D处需要加热，所以D处需要酒精灯，装置图F能吸收氯气和水蒸气，F中加入的物质是碱石灰，F装置为，
故答案为：酒精灯；；
（5）在D管内Al和氯气反应生成氯化铝，反应方程式为2Al+3Cl₂ $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2AlCl₃，故答案为：2Al+3Cl₂ $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2AlCl₃；
（6）无水AlCl₃在潮湿空气中会产生大量白雾，原因是氯化铝和水发生水解反应生成氢氧化铝和HCl，生成的HCl遇水蒸气形成雾，反应方程式为AlCl₃+3H₂O═Al（OH）₃+3HCl，
故答案为：AlCl₃+3H₂O═Al（OH）₃+3HCl；
（7）若D中放入炽热的焦炭，由A装置导出的氯气只经过 B 后就直接进入 D管，在D管中生成气体甲和气体乙，已知气体甲能使澄清石灰水变浑浊，则甲是二氧化碳，C和水蒸气在加热条件下反应生成二氧化碳和氢气，氢气和氯气反应生成HCl，则乙是HCl，反应方程式为C+2Cl₂+2H₂O $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO₂+4HCl，
故答案为：C+2Cl₂+2H₂O $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO₂+4HCl；
（8）将D管中产生的气体（不考虑多余的氯气）持续通入含物质的量为b mol的NaAlO₂溶液中，能观察到先沉淀后溶解，通入的气体从开始沉淀到沉淀刚好完全溶解，
发生的反应有Cl₂+H₂O=HCl+HClO、4HCl+NaAlO₂=AlCl₃+NaCl+2H₂O，
根据这两个方程式得4Cl₂+2H₂O+NaAlO₂=4HClO+AlCl₃+NaCl，根据氯气和偏铝酸钠的关系式知，bmol偏铝酸钠完全反应最少消耗氯气4bmol，
故答案为：4b．

点评 本题考查物质制备，为高频考点，侧重考查学生获取信息、筛选信息、利用信息解答问题能力，明确化学反应原理、元素化合物性质、物质之间的转化是解本题关键，注意：如果没有装置F，会导致E中氯化铝和水蒸气反应且会污染空气，注意（8）题发生的反应，题目难度不大．