Question

20．某校課外探究小組欲在實驗室條件下制取少量純凈的無水氯化鋁．查閱到以下資料：無水氯化鋁是白色晶體，易吸收水分，常壓下在177.8℃升華，遇潮濕空氣即產(chǎn)生大量白霧．用于有機合成和石油工業(yè)的催化劑，以及用于處理潤滑油等．他們設計了以下裝置，請結(jié)合題意回答問題：

（1）A裝置中發(fā)生反應的化學方程式為：MnO₂+4HCl（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O．
（2）裝置B的作用是除去Cl₂中混有的HCl氣體．
（3）請給標記為F的實線方框選擇合適的裝置III．

（4）AlCl₃遇潮濕空氣即產(chǎn)生大量白霧的原因是AlCl₃遇水水解，Al³⁺+3H₂O?Al（OH）₃+3H⁺，產(chǎn)生的氯化氫氣體在空氣中形成酸霧（結(jié)合化學方程式說明）．
（5）有同學認為裝置E中有不足之處，存在安全隱患．若你同意他的觀點，請指出其不足之處連接D、E間導管太細，生成的無水AlCl₃易凝固導氣管堵塞．
（6）制備反應會因鹽酸濃度下降而停止，為測定反應殘余液中鹽酸的濃度，該小組同學提出酸堿中和滴定法測定方案．方案如下：首先準確量取殘余清液稀釋一定的倍數(shù)后作為試樣，平行做了4次滴定．實驗中所用NaOH溶液濃度為0.2000mol•L^-1，以下是實驗記錄與數(shù)據(jù)處理（不考慮NaOH與殘液中其他成分的反應）．

滴定次數(shù) 實驗數(shù)據(jù)ml	1	2	3	4
V（樣品）	20.00	20.00	20.00	20.00
V（NaOH）（初讀數(shù)）	0.00	0.50	0.70	1.00
V（NaOH）終讀數(shù)）	22.60	22.55	22.65	23.00

①經(jīng)計算，該次滴定測的試樣中鹽酸濃度為0.2215mol•L^-1．
②在本實驗的滴定過程中，下列操作會使實驗結(jié)果偏小的是df（填寫序號）．
a．開始滴定時滴定管尖嘴處留有氣泡，滴定結(jié)束氣泡消失
b．未用標準NaOH溶液潤洗滴定管
c．錐形瓶中加入待測鹽酸后，再加少量水
d．錐形瓶在滴定時劇烈搖動，有少量液體濺出
e．滴定前錐形瓶用待測鹽酸潤洗
f．觀察讀數(shù)時，滴定前仰視，滴定后俯視
海水粗鹽試劑Ⅰ苦鹵水（含K+、Mg2+、Br?等）MgMg（OH）2沉淀蒸發(fā)結(jié)晶┉┉

Answer 1

分析 濃鹽酸和二氧化錳反應生成氯氣，B中的飽和食鹽水是為了除去混有的HCl氣體，C中的濃硫酸是為了除去水，氯氣與鋁反應生成氯化鋁，因為氯化鋁易發(fā)生水解，故F應該防止空氣中的水蒸氣進入E裝置和吸收尾氣．
（1）根據(jù)濃鹽酸和二氧化錳的性質(zhì)判斷生成物，從而確定方程式；
（2）B中的飽和食鹽水是為了除去混有的HCl氣體；
（3）F應該防止空氣中的水蒸氣進入E裝置和吸收尾氣；
（4）AlCl₃遇水水解生成氫氧化鋁和氯化氫；
（5）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)生導管堵塞；
（6）①先求出氫氧化鈉的平均體積，由C_HClV_HCl=C_NaOHV_NaOH解題；
②根據(jù)c（待）=$\frac{c（標）×V（標）}{V（待）}$判斷不當操作對相關物理量的影響．

解答 解：（1）濃鹽酸和二氧化錳在加熱條件下能發(fā)生氧化還原反應生成氯化錳、氯氣、水：MnO₂+4HCl（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O，
故答案為：MnO₂+4HCl（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O；
（2）B中的飽和食鹽水是為了除去混有的HCl氣體，
故答案為：除去Cl₂中混有的HCl氣體；
（3）F應該防止空氣中的水蒸氣進入E裝置和吸收尾氣，應選III，
故答案為：III；
（4）AlCl₃遇水水解生成氫氧化鋁和氯化氫，離子方程式：Al³⁺+3H₂O?Al（OH）₃+3H⁺，
故答案為：AlCl₃遇水水解，Al³⁺+3H₂O?Al（OH）₃+3H⁺，產(chǎn)生的氯化氫氣體在空氣中形成酸霧；
（5）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，連接D、E間導管太細，在生成、收集氯化鋁的位置D、E間導管易發(fā)生堵塞，
故答案為：連接D、E間導管太細，生成的無水AlCl₃易凝固導氣管堵塞；
（6）①反應消耗的V（NaOH）分別為22.60，22.55-0.5=22.05，22.65-0.7=21.95，23.00-1.00=22.00
平均為$\frac{22.60+22.05+21.95+22}{4}$=22.15mL
該次滴定測得試樣中鹽酸濃度為，由C_HClV_HCl=C_NaOHV_NaOH可得C_HCl×20=0.2000×22.15  即鹽酸的濃度為0.2215mol/L，
故答案為：0.2215；
②a．開始滴定時滴定管尖嘴處留有氣泡，滴定結(jié)束氣泡消失，標準液題體積偏大，實驗結(jié)果偏大；
b．未用標準NaOH溶液潤洗滴定管，標準液的濃度偏小，體積偏大，實驗結(jié)果偏大；
c．錐形瓶中加入待測鹽酸后，再加少量水，實驗結(jié)果無影響；
d．有少量液體濺出，溶質(zhì)的物質(zhì)的量減小，實驗結(jié)果偏��；
e．滴定前錐形瓶用待測鹽酸潤洗，消耗標準液體積偏大，實驗結(jié)果偏大；
f．觀察讀數(shù)時，滴定前仰視，滴定后俯視，讀出體積偏小，實驗結(jié)果偏小；
故答案為：df．

點評 本題考查了實驗室制備氯氣，中和滴定的實驗操作，側(cè)重實驗基本操作和實驗原理的考查，題目難度中等，注意把握實驗設計的儀器連接順序，清楚實驗原理．