Question

1．無水AlCl₃是一種重要的有機合成催化劑，該物質(zhì)在183℃時升華，遇潮濕空氣即產(chǎn)生大量白霧．某中學(xué)化學(xué)興趣小組擬利用中學(xué)常見儀器設(shè)計實驗制備無水AlCl₃，實驗裝置如圖所示．

請回答下列問題：
（1）制備實驗開始時，先檢查裝置的氣密性，接下來的操作依次是acbd．
a．加入MnO₂粉末  b．點燃A處酒精處
c．加入濃鹽酸  d．點燃D處酒精處
（2）寫出裝置A中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式：MnO₂+4HCl（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O．
（3）裝置B和C中的試劑分別是飽和食鹽水、濃硫酸．
（4）甲同學(xué)認(rèn)為F和G可以用一種儀器替代，且加入一種藥品即可達(dá)到相同效果．這種藥品可以是堿石灰或氧化鈣．
（5）E中得到少量白色粉末，打開軟木塞后可明顯觀察到錐形瓶中有白霧產(chǎn)生，用化學(xué)方程式表示其原因：
氯化鋁遇空氣中的水蒸氣發(fā)生水解反應(yīng)生成Al（OH）₃和HCl（白霧）．
（6）制備過程中隨著鹽酸濃度的下降，氯氣的制取反應(yīng)會停止．為測定殘余液中鹽酸的濃度，某同學(xué)量取殘余液10.00mL，加水稀釋到250.00mL．然后從中取出20.00mL，用0.100 0mol•L^-1的NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行滴定，終點時消耗NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液24.00mL．則該殘余液體中鹽酸的濃度為3.00mol/L．

Answer 1

分析 根據(jù)實驗裝置圖可知，該實驗中用濃鹽酸與MnO₂反應(yīng)生成Cl₂，濃鹽酸具有揮發(fā)性，加熱時水揮發(fā)，所以制取的Cl₂中有HCl、H₂O等雜質(zhì)，HCl極易溶于水，Cl₂不易溶于水飽和食鹽水，所以先用飽和食鹽水除HCl，為防止氯化鋁水解，所以再用濃硫酸干燥，Cl₂與Al反應(yīng)制得AlCl₃，反應(yīng)的尾氣中有Cl₂用NaOH吸收，為防止AlCl₃與NaOH溶液中的水蒸氣反應(yīng)，所以在收集裝置和尾氣吸收裝置之間加一干燥裝置，
（1）檢驗氣密性后，向燒瓶中加入二氧化錳，再向分液漏斗中加入濃鹽酸，點燃A處酒精燈，用生成的氯氣將空氣排出，防止鋁和空氣中水氧氣反應(yīng)；
（2）加熱條件下，濃鹽酸和二氧化錳的反應(yīng)生成氯化錳、氯氣和水；
（3）裝置B是除去氯化氫氣體，裝置C是干燥氣體；
（4）根據(jù)所給的裝置圖可知，因為氯化鋁易發(fā)生水解，故應(yīng)該防止空氣中的水蒸氣進(jìn)入E裝置，而G是吸收空氣中的CO₂，所以可以加入堿石灰或氧化鈣來代替F和G的作用；
（5）E中收集到的氯化鋁粉末，打開軟木塞后，氯化鋁與空氣中的水蒸汽發(fā)生水解反應(yīng)；
（6）某同學(xué)量取殘余液10.00mL，加水稀釋到250.00mL，溶液體積增大25倍，則鹽酸濃度降為原來的$\frac{1}{25}$，根據(jù)HCl和NaOH之間關(guān)系式計算殘余液體中鹽酸濃度．

解答 解：根據(jù)實驗裝置圖可知，該實驗中用濃鹽酸與MnO₂反應(yīng)生成Cl₂，濃鹽酸具有揮發(fā)性，加熱時水揮發(fā)，所以制取的Cl₂中有HCl、H₂O等雜質(zhì)，HCl極易溶于水，Cl₂不易溶于水飽和食鹽水，所以先用飽和食鹽水除HCl，為防止氯化鋁水解，所以再用濃硫酸干燥，Cl₂與Al反應(yīng)制得AlCl₃，反應(yīng)的尾氣中有Cl₂用NaOH吸收，為防止AlCl₃與NaOH溶液中的水蒸氣反應(yīng)，所以在收集裝置和尾氣吸收裝置之間加一干燥裝置，
（1）檢驗氣密性后，向燒瓶中加入二氧化錳，再向分液漏斗中加入濃鹽酸，點燃A處酒精燈，用生成的氯氣將空氣排出，防止鋁和空氣中水氧氣反應(yīng)，所以最后點燃D中酒精燈，所以其排列順序是acbd，
故答案為：acbd；
（2）加熱條件下，濃鹽酸和二氧化錳的反應(yīng)生成氯化錳、氯氣和水，反應(yīng)方程式為MnO₂+4HCl（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O，
故答案為：MnO₂+4HCl（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O；
（3）濃鹽酸具有揮發(fā)性，加熱促進(jìn)濃鹽酸揮發(fā)，水易揮發(fā)，所以生成的氯氣中含有HCl和H₂O，為防止HCl和H₂O影響實驗，所以要除去H₂O，先用飽和食鹽水除去HCl，再用濃硫酸干燥氣體，則裝置B是除去氯化氫氣體，裝置C是干燥氣體，故答案為：飽和食鹽水；濃硫酸；
（4）根據(jù)所給的裝置圖可知，因為氯化鋁易發(fā)生水解，故應(yīng)該防止空氣中的水蒸氣進(jìn)入E裝置，而G是吸收空氣中的CO₂，所以可以加入堿石灰或氧化鈣來代替F和G的作用，故答案為：堿石灰或氧化鈣；
（5）E中收集到的氯化鋁粉末，打開軟木塞后，氯化鋁與空氣中的水蒸汽發(fā)生水解反應(yīng)，所以可以看到錐形瓶中有白霧產(chǎn)生，反應(yīng)方程式為AlCl₃+3H₂O=Al（OH）₃+3HCl，
故答案為：氯化鋁遇空氣中的水蒸氣發(fā)生水解反應(yīng)生成Al（OH）₃和HCl（白霧）；
（6）某同學(xué)量取殘余液10.00mL，加水稀釋到250.00mL，溶液體積增大25倍，則鹽酸濃度降為原來的$\frac{1}{25}$，稀釋后稀鹽酸濃度=$\frac{c（NaOH）．V（NaOH）}{V（HCl）}$=$\frac{0.1000mol/L×0.024L}{0.02L}$=0.12mol/L，則殘余液中稀鹽酸濃度=$\frac{0.12mol/L}{\frac{1}{25}}$=3.00mol/L，故答案為：3.00mol/L．

點評 本題考查物質(zhì)制備，為高頻考點，側(cè)重于學(xué)生的分析能力和實驗?zāi)芰Φ目疾�，明確實驗原理、實驗基本操作是解本題關(guān)鍵，注意各個裝置作用及可能發(fā)生的反應(yīng)，題目難度中等．