Question

3．無水AlCl₃是一種重要的有機(jī)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(shí)驗(yàn)制備無水AlCl₃，實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示．

請回答下列問題：
（1）制備實(shí)驗(yàn)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(diǎn)燃A中酒精燈    c．加入濃鹽酸       d．點(diǎn)燃D處酒精燈
（2）寫出A裝置中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式MnO₂+4H⁺+2Cl^-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Mn²⁺+Cl₂↑+2H₂O．
（3）裝置B中的試劑是飽和食鹽水，其作用是：除去氯氣中的氯化氫氣體．
（4）該裝置存在主要安全隱患是D、E間導(dǎo)管易發(fā)生堵塞．
（5）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．
（6）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生成，用化學(xué)方程式表示其原因AlCl₃+3H₂O=Al（OH）₃+3HCl↑．

Answer 1

分析 根據(jù)實(shí)驗(yàn)裝置圖可知，該實(shí)驗(yàn)中用濃鹽酸與二氧化錳反應(yīng)生成氯氣，氯氣中有氯化氫、水等雜質(zhì)，先用飽和食鹽水除氯化氫，再用濃硫酸干燥，氯氣與鋁反應(yīng)制得氯化鋁，反應(yīng)的尾氣中有氯氣用氫氧化鈉吸收，為防止氯化鋁與氫氧化鈉溶液中的水蒸汽反應(yīng)，所以在收集裝置和尾氣吸收裝置之間加一干燥裝置F．
（1）氯化鋁易水解，實(shí)驗(yàn)開始時先要將裝置中的空氣排盡，防止空氣中的水蒸汽與生成的氯化鋁反應(yīng)；
（2）A中發(fā)生濃鹽酸和二氧化錳的反應(yīng)，生成氯化錳、氯氣和水；
（3）實(shí)驗(yàn)中用濃鹽酸與二氧化錳反應(yīng)制取氯氣，氯化氫易揮發(fā)，制取的氯氣中含有氯化氫，裝置B是除去氯化氫氣體；
（4）無水AlCl₃在183℃時升華，遇潮濕空氣即產(chǎn)生大量白霧，該裝置存在安全隱患，在生成、收集氯化鋁的位置發(fā)生導(dǎo)管堵塞；
（5）根據(jù)所給的裝置圖可知，因?yàn)槁然�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來代替F和G的作用；
（6）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)．

解答 解：根據(jù)實(shí)驗(yàn)裝置圖可知，該實(shí)驗(yàn)中用濃鹽酸與二氧化錳反應(yīng)生成氯氣，氯氣中有氯化氫、水等雜質(zhì)，先用飽和食鹽水除氯化氫，再用濃硫酸干燥，氯氣與鋁反應(yīng)制得氯化鋁，反應(yīng)的尾氣中有氯氣用氫氧化鈉吸收，為防止氯化鋁與氫氧化鈉溶液中的水蒸汽反應(yīng)，所以在收集裝置和尾氣吸收裝置之間加一干燥裝置F．
（1）因?yàn)闊o水AlCl₃遇潮濕空氣即產(chǎn)生大量白霧，所以實(shí)驗(yàn)開始時先要將裝置中的空氣排盡，防止空氣中的水蒸汽與生成的氯化鋁反應(yīng)，所以操作依次是acbd，
故答案為：acbd；
（2）A中發(fā)生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$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O，離子反應(yīng)為MnO₂+4H⁺+2Cl^-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Mn²⁺+Cl₂↑+2H₂O，
故答案為：MnO₂+4H⁺+2Cl^-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Mn²⁺+Cl₂↑+2H₂O；
（3）實(shí)驗(yàn)中用濃鹽酸與二氧化錳反應(yīng)制取氯氣，氯化氫易揮發(fā)，制取的氯氣中含有氯化氫，B裝置中的試劑為飽和食鹽水，除去氯氣中的氯化氫氣體，
故答案為：飽和食鹽水；除去氯氣中的氯化氫氣體；
（4）B裝置中的試劑為濃硫酸，無水AlCl₃在183℃時升華，遇潮濕空氣即產(chǎn)生大量白霧，該裝置存在安全隱患，在生成、收集氯化鋁的位置D、E間導(dǎo)管易發(fā)生堵塞，
故答案為：D、E間導(dǎo)管易發(fā)生堵塞；
（5）因?yàn)槁然�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是吸收反應(yīng)剩余的氯氣，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；
（6）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：AlCl₃+3H₂O=Al（OH）₃+3HCl↑．

點(diǎn)評 本題考查物質(zhì)的制備實(shí)驗(yàn)，側(cè)重于學(xué)生的分析能力和實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ目疾�，為高考常見題型，注意把握實(shí)驗(yàn)的原理和注意事項(xiàng)，題目難度中等．