Question

【題目】某校課外探究小組欲在實(shí)驗(yàn)室條件下制取少量純凈的無水氯化鋁。查閱到以下資料：鋁是銀白色金屬，熔點(diǎn)660.4℃，沸點(diǎn)2467℃；無水氯化鋁是白色晶體，易吸收水分，常壓下在177.8℃升華，遇潮濕空氣即產(chǎn)生大量白霧。用于有機(jī)合成和石油工業(yè)的催化劑，以及用于處理潤滑油等。他們設(shè)計(jì)了以下裝置，請(qǐng)結(jié)合題意回答問題：

（1）A裝置中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為：_________________________________。

（2）裝置B的作用是 ______________ ，裝置C中所盛試劑為_______________ 。.

（3）請(qǐng)?jiān)跇?biāo)記為F的實(shí)線方框內(nèi)畫出合適的裝置__________。

（4）工業(yè)上制備金屬Al,用電解熔融的Al2O3,而不使用熔融的AlCl3的原因是_______。

（5）AlCl3遇潮濕空氣立即產(chǎn)生大量白霧的原因是（結(jié)合化學(xué)方程式說明）_________。

（6）有同學(xué)認(rèn)為該裝置有不足之處，存在安全隱患。若你同意他的觀點(diǎn)，請(qǐng)指出其不足之處______________________________________________________。

（7）反應(yīng)后D得到氯化鋁與鋁粉的混合物，設(shè)計(jì)方案分離出純凈的氯化鋁（簡述分離原理和操作）_____________________________________________。

Answer 1

【答案】 MnO2+4HCl(濃) Cl2↑+MnCl2+2H2O 除去Cl2中的HCl氣體 濃H2SO4 AlCl3是共價(jià)化合物，在熔融狀態(tài)下不能電離出離子，不能導(dǎo)電，無法電解 AlCl3遇水水解，發(fā)生如下反應(yīng)：AlCl3+3H2OAl(OH)3+3HCl,產(chǎn)生的HCl氣體在空氣中形成酸鹽小液滴 連接D和E的導(dǎo)氣管太細(xì)，生成的無水AlCl3易凝固導(dǎo)致導(dǎo)氣管堵塞 鋁的熔沸點(diǎn)高，氯化鋁在177.8℃升華，所以利用加熱升華后再凝華的方法得到純凈的氯化鋁

【解析】本題考查實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià)，（1）裝置A是制備氯氣，反應(yīng)方程式為MnO2＋4HCl(濃) Cl2↑＋MnCl2＋2H2O；（2）裝置A中制備的氯氣中含有HCl和H2O(g),HCl能與Al反應(yīng)生成AlCl3和H2，容易發(fā)生危險(xiǎn)，因此必須除去，裝置B的作用是除去氯氣中的HCl，根據(jù)信息，AlCl3易吸收水分，因此必須除去水蒸氣，因此裝置C的作用是除去氯氣中的水蒸氣，裝置C中盛放濃硫酸；（3）氯氣有毒，必須進(jìn)行尾氣處理，因此后面有尾氣處理裝置，一般用堿液吸收，又因?yàn)?/span>AlCl3易吸收水，發(fā)生水解，因此要防止堿液中的水蒸氣進(jìn)入E裝置，因此還需要一個(gè)干燥裝置，裝置圖為：；（4）AlCl3屬于分子晶體，熔融狀態(tài)下不導(dǎo)電，因此工業(yè)上常電解氧化鋁冶煉鋁單質(zhì)；（5）AlCl3遇到潮濕空氣產(chǎn)生大量白霧，發(fā)生水解反應(yīng)，AlCl3+3H2OAl(OH)3+3HCl，氯化氫氣體在空氣中形成小液滴；（6）AlCl3易升華，遇冷凝結(jié)成固體，容易堵塞導(dǎo)管，即連接裝置D和E的導(dǎo)管太細(xì)；（7）鋁的熔點(diǎn)高，AlCl3熔點(diǎn)低，易升華，因此加熱使AlCl3升華，然后讓其凝華，得到純凈的氯化鋁。