Question

(14分)利用廢鋁箔(主要成分為Al、少量的Fe、Si等)既可制取有機合成催化劑AlBr3又可制取凈水劑硫酸鋁晶體[A12(SO4)318H2O]。

I．實驗室制取無色的無水AlBr3(熔點：97.5℃，沸點：263.3～265℃)可用如圖所示裝置

主要實驗步驟如下：

步驟l：將鋁箔剪碎，用CCl4浸泡片刻，干燥，然后投入到燒瓶6中。

步驟2：從導(dǎo)管口7導(dǎo)入氮氣，同時打開導(dǎo)管口l和4放空，一段時間后關(guān)閉導(dǎo)管口7和1；導(dǎo)管口4接裝有P2O5的干燥管。

步驟3：從滴液漏斗滴入一定量的液溴于燒瓶6中，并保證燒瓶6中鋁過剩。

步驟4：加熱燒瓶6，回流一定時間。

步驟5：將氮氣的流動方向改為從導(dǎo)管口4到導(dǎo)管口l。將裝有P2O5的干燥管與導(dǎo)管口1連接，將燒瓶6加熱至270℃左右，使溴化鋁蒸餾進入收集器2。

步驟6：蒸餾完畢時，在繼續(xù)通入氮氣的情況下，將收集器2從3處拆下，并立即封閉3處。

（1）步驟l中，鋁箔用CCl4浸泡的目的是 。

（2）步驟2操作中，通氮氣的目的是 。

（3）步驟3中，該實驗要保證燒瓶中鋁箔過剩，其目的是 。

（4）步驟4依據(jù)何種現(xiàn)象判斷可以停止回流操作 。

（5）步驟5需打開導(dǎo)管口l和4，并從4通入N2的目的是 。

II．某課外小組的同學(xué)擬用廢鋁箔制取硫酸鋁晶體，已知鋁的物種類別與溶液pH關(guān)系如圖所示。

實驗中可選用的試劑：①處理過的鋁箔；②2.0 molL-1硫酸；③2.0molL-1NaOH溶液。

（6）由鋁箔制備硫酸鋁晶體的實驗步驟依次為：

①稱取一定質(zhì)量的鋁箔于燒杯中，分次加入2.0 molL-1NaOH溶液，加熱至不再產(chǎn)生氣泡為止。

②過濾。

③ 。

④過濾、洗滌。

⑤ 。

⑥蒸發(fā)濃縮。

⑦冷卻結(jié)晶。

⑧過濾、洗滌、干燥。

Answer 1

（14分）

（1）除去鋁箔表面的油脂等有機物（2分）

（2）排出裝置中含水蒸氣的空氣（2分）

（3）保證液溴完全反應(yīng)，防止溴過量混入AlBr3中（2分）

（4）5的管中回流液呈無色，或燒瓶6中物質(zhì)呈無色（2分）

（5）將AlBr3蒸氣導(dǎo)入裝置2中并冷凝（2分）

（6）③濾液用2.0mol/L硫酸在不斷攪拌下調(diào)到pH4～10左右（2分）

⑤沉淀中不斷加入2.0mol/L硫酸，至恰好溶解（2分）

【解析】

試題分析：（1）步驟l中，鋁箔用CCl4浸泡的目的是除去鋁箔表面的油污，油污油污易溶于有機溶劑；

（2）步驟2操作中，通氮氣的目的是排除含水蒸氣的空氣，因為該實驗的目的是制備無水AlBr3；

（3）步驟3中，該實驗要保證燒瓶中鋁箔過剩，因為溴易揮發(fā)，若溴過量，則易混入AlBr3中，造成AlBr3不純，所以使Al過量，溴消耗完；

（4）當(dāng)溴消耗完時，反應(yīng)停止，此時可以停止回流操作，則5的管中回流液呈無色，或燒瓶6中物質(zhì)呈無色；

（5）因為步驟5的目的是將產(chǎn)品進入收集器2，所以步驟5需打開導(dǎo)管口l和4，并從4通入N2的目的是便于AlBr3蒸汽進入裝置2中并冷凝；

（6）③根據(jù)圖7可知，氫氧化鋁沉淀的最佳pH在4-10之間，所以向Al與氫氧化鈉溶液反應(yīng)得到的偏鋁酸鈉的濾液中加.0 molL-1硫酸不斷攪拌下調(diào)到pH4～10左右，使之產(chǎn)生氫氧化鋁沉淀；

⑤將得到的氫氧化鋁沉淀過濾、洗滌后，再向沉淀中不斷加入2.0mol/L硫酸，至恰好溶解，此時恰好得到硫酸鋁溶液，再蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶得到硫酸鋁晶體。

考點：考查物質(zhì)制備的實驗分析，物質(zhì)的分離與提純