Question

【題目】某興趣小組用鋁箔制備Al2O3、AlCl3·6H2O及明礬大晶體，具體流程如下

已知：(1) AlCl3·6H2O易溶于水、乙醇及乙醚；

(2) 明礬在水中的溶解度如下表：

溫度/℃	0	10	20	30	40	60	80	90
溶解度/g	3.00	3.99	5.90	8.39	11.7	24.8	71.0	109

(1)步驟Ⅱ中生成Al(OH)3的離子方程式為____________________________________________。

(2)步驟Ⅲ灼燒Al(OH)3所用實(shí)驗(yàn)室常用儀器為________，為了提高Al2O3純度，需________(填操作步驟)。

(3)制備AlCl3·6H2O的工業(yè)生產(chǎn)中，膠狀固體用酸浸取后，還需要通入HCl氣體。通入HCl的作用主要有兩點(diǎn)：____________和____________。

(4)已知：在不同溫度條件下向一定量的氯化鋁溶液中通入HCl氣體，通入量對AlCl3·6H2O結(jié)晶量和結(jié)晶效率的影響如圖，請補(bǔ)充完整由膠狀固體制備AlCl3·6H2O晶體的實(shí)驗(yàn)方案：向膠狀固體滴加一定濃度鹽酸，直至恰好完全溶解，__________________________。

Answer 1

【答案】AlO2-＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO3- 坩堝 灼燒至恒重 抑制AlCl3水解 增加c(Cl－)，有利于AlCl3·6H2O結(jié)晶 在45 ℃以下(或冷水浴條件下)通入HCl氣體，至有大量晶體析出，過濾，用濃鹽酸洗滌2～3次，低溫(或減壓)干燥，得到AlCl3·6H2O晶體

【解析】

根據(jù)Al2O3、AlCl3·6H2O及明礬大晶體的制備流程，結(jié)合題中相關(guān)信息及數(shù)據(jù)，綜合運(yùn)用物質(zhì)的分離與提純的方法進(jìn)行分析。

(1)步驟Ⅱ向NaAlO2溶液中通入過量CO2生成Al(OH)3沉淀，離子方程式為 AlO2-＋CO2＋2H2O=Al(OH)3↓＋HCO3-。

(2)步驟Ⅲ灼燒Al(OH)3固體，應(yīng)使用坩堝；提高Al2O3純度須使Al(OH)3完全分解，故應(yīng)灼燒至恒重。

(3)用酸浸取膠狀Al(OH)3固體后，通入HCl氣體，可抑制AlCl3水解，同時(shí)增大c(Cl－)，有利于AlCl3·6H2O結(jié)晶析出。

(4)由圖可知，溫度不超過45℃時(shí)，AlCl3·6H2O的結(jié)晶量和結(jié)晶效率均較高。應(yīng)控制低溫條件下向溶液中通入HCl氣體直至有大量晶體析出；為防止AlCl3·6H2O水解和分解，AlCl3·6H2O晶體應(yīng)用濃鹽酸洗滌、低溫(或減壓)干燥。因此，由膠狀固體制備AlCl3·6H2O晶體的實(shí)驗(yàn)方案為：向膠狀固體滴加一定濃度鹽酸，直至恰好完全溶解，在45 ℃以下(或冷水浴條件下)通入HCl氣體，至有大量晶體析出，過濾，用濃鹽酸洗滌2～3次，低溫(或減壓)干燥，得到AlCl3·6H2O晶體。