Question

8．实验室用图所示装置制备AlCl₃溶液，并用AlCl₃溶液溶解一定量的CaCO₃形成溶液，再用氨水沉淀，然后煅烧沉淀制备新型的超导材料和发光材料七铝十二钙（12CaO•7Al₂O₃）．已知AlCl₃易水解，易升华．

（1）实验室用氯酸钾和浓盐酸制备氯气，其离子方程式为ClO₃^-+5Cl^-+6H+=3Cl₂+3H₂O；C装置的作用吸收氯气，防止污染空气．
（2）氯气与废铝屑反应生成的AlCl₃蒸气溶解在B中浓盐酸，为了防止AlCl₃蒸气凝华堵塞导管，实验中可采取的措施是加粗导管、缩短导管长度、加热导管、通入氮气等．
（3）AlCl₃溶液溶解CaCO₃时，AlCl₃溶液和碳酸钙粉末的混合方式为碳酸钙粉末慢慢加入到AlCl₃溶液中．
（4）实验要控制碳酸钙和AlCl₃的量，要求n（CaCO₃）：n（AlCl₃）＞12：7，其原因是氢氧化钙微溶于水，造成损失．
（5）用白云石（主要成分为CaCO₃、MgCO₃）制备纯净碳酸钙的实验方案为：将一定量的白云石煅烧，用硝酸铵溶液溶解煅烧后的固体，过滤，向所得滤液中通入二氧化碳，调节PH值11-12，过滤出碳酸钙沉淀．（实验中需用到的试剂有：硝酸铵溶液，氨气，二氧化碳；需要用到的仪器：pH计．
已知：镁的化合物不溶于硝酸铵溶液；pH值为11～12时得到较纯净碳酸钙沉淀）．

Answer 1

分析 实验室用氯气与铝反应制备AlCl₃，AlCl₃再用水吸收得AlCl₃溶液，由于AlCl₃易水解，所以吸收氯化铝要用盐酸溶液，氯化铝易溶于水，所以装置B中用防止倒吸装置，实验中有氯气尾气，有氢氧化钠溶液吸收，用制得的AlCl₃溶液溶解一定量的CaCO₃形成溶液，再用氨水沉淀，然后锻烧可得12CaO•7Al₂O₃），
（1）实验室用氯酸钾氧化浓盐酸制备氯气，生成氯气和氯化钾及水，根据电荷守恒和元素守恒书写离子方程式；实验中有氯气尾气，会污染空气；
（2）AlCl₃易水解，所以吸收氯化铝要用盐酸溶液，为了防止AlCl₃蒸气凝华堵塞导管，实验中加粗导管、缩短导管长度、加热导管、通入氮气等；
（3）B装置中的AlCl₃溶液溶解CaCO₃时，AlCl₃溶液水解呈酸性，所以在混合时可以将碳酸钙粉末慢慢加到氯化铝溶液中，便于碳酸钙溶解；
（4）由于氢氧化钙微溶于水，钙元素会有损失，所以碳酸钙要适当过量；
（5）用白云石（主要成分为CaCO₃、MgCO₃）制备纯净碳酸钙，要除去原料中的镁离子，由于镁的化合物不溶于硝酸铵溶液，所以要除去碳酸镁，先将固体煅烧，再用硝酸铵溶液溶解煅烧后的固体，然后过滤，向所得滤液中通入二氧化碳，调节PH值11-12，过滤可得碳酸钙沉淀；

解答 解：实验室用氯气与铝反应制备AlCl₃，AlCl₃再用水吸收得AlCl₃溶液，由于AlCl₃易水解，所以吸收氯化铝要用盐酸溶液，氯化铝易溶于水，所以装置B中用防止倒吸装置，实验中有氯气尾气，有氢氧化钠溶液吸收，用制得的AlCl₃溶液溶解一定量的CaCO₃形成溶液，再用氨水沉淀，然后锻烧可得12CaO•7Al₂O₃），
（1）实验室用氯酸钾氧化浓盐酸制备氯气，生成氯气和氯化钾及水，反应的离子方程式为ClO₃^-+5Cl^-+6H+=3Cl₂+3H₂O，实验中有氯气尾气，会污染空气，所以用C装置中氢氧化钠进行尾气吸收，吸收氯气，防止污染空气，
故答案为：ClO₃^-+5Cl^-+6H+=3Cl₂+3H₂O；吸收氯气，防止污染空气；
（2）AlCl₃易水解，所以吸收氯化铝要用盐酸溶液，为了防止AlCl₃蒸气凝华堵塞导管，实验中加粗导管、缩短导管长度、加热导管、通入氮气等，
故答案为：加粗导管、缩短导管长度、加热导管、通入氮气等；
（3）B装置中的AlCl₃溶液溶解CaCO₃时，AlCl₃溶液水解呈酸性，所以在混合时可以将碳酸钙粉末慢慢加到氯化铝溶液中，便于碳酸钙溶解，
故答案为：碳酸钙粉末慢慢加入到AlCl₃溶液中；
（4）由于氢氧化钙微溶于水，钙元素会有损失，所以碳酸钙要适当过量，
故答案为：氢氧化钙微溶于水，造成损失；
（5）用白云石（主要成分为CaCO₃、MgCO₃）制备纯净碳酸钙，要除去原料中的镁离子，由于镁的化合物不溶于硝酸铵溶液，所以要除去碳酸镁，先将固体煅烧，再用硝酸铵溶液溶解煅烧后的固体，然后过滤，向所得滤液中通入二氧化碳，调节PH值11-12，过滤可得碳酸钙沉淀，
故答案为：用硝酸铵溶液溶解煅烧后的固体，过滤，向所得滤液中通入二氧化碳，调节PH值11-12，过滤出碳酸钙沉淀．

点评 本题综合考查物质的制备以及分离提纯、实验基本操作等，为高考常见题型，侧重于学生的分析、实验能力的考查，注意把握物质的性质以及题目给予的信息，难度中等．