Question

8．實(shí)驗(yàn)室用圖所示裝置制備AlCl₃溶液，并用AlCl₃溶液溶解一定量的CaCO₃形成溶液，再用氨水沉淀，然后煅燒沉淀制備新型的超導(dǎo)材料和發(fā)光材料七鋁十二鈣（12CaO•7Al₂O₃）．已知AlCl₃易水解，易升華．

（1）實(shí)驗(yàn)室用氯酸鉀和濃鹽酸制備氯氣，其離子方程式為ClO₃^-+5Cl^-+6H+=3Cl₂+3H₂O；C裝置的作用吸收氯氣，防止污染空氣．
（2）氯氣與廢鋁屑反應(yīng)生成的AlCl₃蒸氣溶解在B中濃鹽酸，為了防止AlCl₃蒸氣凝華堵塞導(dǎo)管，實(shí)驗(yàn)中可采取的措施是加粗導(dǎo)管、縮短導(dǎo)管長(zhǎng)度、加熱導(dǎo)管、通入氮?dú)獾龋?br />（3）AlCl₃溶液溶解CaCO₃時(shí)，AlCl₃溶液和碳酸鈣粉末的混合方式為碳酸鈣粉末慢慢加入到AlCl₃溶液中．
（4）實(shí)驗(yàn)要控制碳酸鈣和AlCl₃的量，要求n（CaCO₃）：n（AlCl₃）＞12：7，其原因是氫氧化鈣微溶于水，造成損失．
（5）用白云石（主要成分為CaCO₃、MgCO₃）制備純凈碳酸鈣的實(shí)驗(yàn)方案為：將一定量的白云石煅燒，用硝酸銨溶液溶解煅燒后的固體，過濾，向所得濾液中通入二氧化碳，調(diào)節(jié)PH值11-12，過濾出碳酸鈣沉淀．（實(shí)驗(yàn)中需用到的試劑有：硝酸銨溶液，氨氣，二氧化碳；需要用到的儀器：pH計(jì)．
已知：鎂的化合物不溶于硝酸銨溶液；pH值為11～12時(shí)得到較純凈碳酸鈣沉淀）．

Answer 1

分析 實(shí)驗(yàn)室用氯氣與鋁反應(yīng)制備AlCl₃，AlCl₃再用水吸收得AlCl₃溶液，由于AlCl₃易水解，所以吸收氯化鋁要用鹽酸溶液，氯化鋁易溶于水，所以裝置B中用防止倒吸裝置，實(shí)驗(yàn)中有氯氣尾氣，有氫氧化鈉溶液吸收，用制得的AlCl₃溶液溶解一定量的CaCO₃形成溶液，再用氨水沉淀，然后鍛燒可得12CaO•7Al₂O₃），
（1）實(shí)驗(yàn)室用氯酸鉀氧化濃鹽酸制備氯氣，生成氯氣和氯化鉀及水，根據(jù)電荷守恒和元素守恒書寫離子方程式；實(shí)驗(yàn)中有氯氣尾氣，會(huì)污染空氣；
（2）AlCl₃易水解，所以吸收氯化鋁要用鹽酸溶液，為了防止AlCl₃蒸氣凝華堵塞導(dǎo)管，實(shí)驗(yàn)中加粗導(dǎo)管、縮短導(dǎo)管長(zhǎng)度、加熱導(dǎo)管、通入氮?dú)獾龋?br />（3）B裝置中的AlCl₃溶液溶解CaCO₃時(shí)，AlCl₃溶液水解呈酸性，所以在混合時(shí)可以將碳酸鈣粉末慢慢加到氯化鋁溶液中，便于碳酸鈣溶解；
（4）由于氫氧化鈣微溶于水，鈣元素會(huì)有損失，所以碳酸鈣要適當(dāng)過量；
（5）用白云石（主要成分為CaCO₃、MgCO₃）制備純凈碳酸鈣，要除去原料中的鎂離子，由于鎂的化合物不溶于硝酸銨溶液，所以要除去碳酸鎂，先將固體煅燒，再用硝酸銨溶液溶解煅燒后的固體，然后過濾，向所得濾液中通入二氧化碳，調(diào)節(jié)PH值11-12，過濾可得碳酸鈣沉淀；

解答 解：實(shí)驗(yàn)室用氯氣與鋁反應(yīng)制備AlCl₃，AlCl₃再用水吸收得AlCl₃溶液，由于AlCl₃易水解，所以吸收氯化鋁要用鹽酸溶液，氯化鋁易溶于水，所以裝置B中用防止倒吸裝置，實(shí)驗(yàn)中有氯氣尾氣，有氫氧化鈉溶液吸收，用制得的AlCl₃溶液溶解一定量的CaCO₃形成溶液，再用氨水沉淀，然后鍛燒可得12CaO•7Al₂O₃），
（1）實(shí)驗(yàn)室用氯酸鉀氧化濃鹽酸制備氯氣，生成氯氣和氯化鉀及水，反應(yīng)的離子方程式為ClO₃^-+5Cl^-+6H+=3Cl₂+3H₂O，實(shí)驗(yàn)中有氯氣尾氣，會(huì)污染空氣，所以用C裝置中氫氧化鈉進(jìn)行尾氣吸收，吸收氯氣，防止污染空氣，
故答案為：ClO₃^-+5Cl^-+6H+=3Cl₂+3H₂O；吸收氯氣，防止污染空氣；
（2）AlCl₃易水解，所以吸收氯化鋁要用鹽酸溶液，為了防止AlCl₃蒸氣凝華堵塞導(dǎo)管，實(shí)驗(yàn)中加粗導(dǎo)管、縮短導(dǎo)管長(zhǎng)度、加熱導(dǎo)管、通入氮?dú)獾龋?br />故答案為：加粗導(dǎo)管、縮短導(dǎo)管長(zhǎng)度、加熱導(dǎo)管、通入氮?dú)獾龋?br />（3）B裝置中的AlCl₃溶液溶解CaCO₃時(shí)，AlCl₃溶液水解呈酸性，所以在混合時(shí)可以將碳酸鈣粉末慢慢加到氯化鋁溶液中，便于碳酸鈣溶解，
故答案為：碳酸鈣粉末慢慢加入到AlCl₃溶液中；
（4）由于氫氧化鈣微溶于水，鈣元素會(huì)有損失，所以碳酸鈣要適當(dāng)過量，
故答案為：氫氧化鈣微溶于水，造成損失；
（5）用白云石（主要成分為CaCO₃、MgCO₃）制備純凈碳酸鈣，要除去原料中的鎂離子，由于鎂的化合物不溶于硝酸銨溶液，所以要除去碳酸鎂，先將固體煅燒，再用硝酸銨溶液溶解煅燒后的固體，然后過濾，向所得濾液中通入二氧化碳，調(diào)節(jié)PH值11-12，過濾可得碳酸鈣沉淀，
故答案為：用硝酸銨溶液溶解煅燒后的固體，過濾，向所得濾液中通入二氧化碳，調(diào)節(jié)PH值11-12，過濾出碳酸鈣沉淀．

點(diǎn)評(píng) 本題綜合考查物質(zhì)的制備以及分離提純、實(shí)驗(yàn)基本操作等，為高考常見題型，側(cè)重于學(xué)生的分析、實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ目疾椋�注意把握物質(zhì)的性質(zhì)以及題目給予的信息，難度中等．