Question

4．無水氯化鋁是有機(jī)化工常用催化劑，其外觀為白色固體，178⁰C時升華，極易潮解，遇 水后會發(fā)熱并產(chǎn)生白霧．實驗室用如圖裝置制備少量無水氯化鋁，其反應(yīng)原理為：2Al+6HCl（g）→2A1Cl₃+3H₂．完成下列填空：
（1）寫出燒瓶中（B處）發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式：NaCl+H₂SO₄（濃）$\frac{\underline{\;微熱\;}}{\;}$NaHSO₄+HCl↑
（2）C中盛有的試劑為濃硫酸．進(jìn)行實驗時應(yīng)先點燃B（選填“B”或“D”）處酒精燈．
（3）用粗短導(dǎo)管連接D、E的目的是a （選填序號）．a(chǎn)．防堵塞b．防倒吸 C．平衡氣壓d．冷凝回流
E瓶的作用是使AlCl₃冷凝、收集AlCl₃．
（4）F中盛有堿石灰，其目的是ad（選填序號）．
a．吸收HCl  b．吸收Cl₂   C．吸收CO₂    d．吸收H₂O
（5）將D中固體改為市售氯化鋁（AlCl₃.6H₂0）也能進(jìn)行無水氯化鋁的制備，此時通入HCl氣體的目的是抑制AlCl₃水解．若實驗條件控制不當(dāng)，最終得到的物質(zhì)是堿式氯化鋁（化學(xué)式為Al₂（OH）_nCl_（6-n）），且質(zhì)量是原市售氯化鋁的40%，則可推算n的值為4．
（6）有人建議將上述裝置A、B中的試劑改為濃鹽酸和二氧化錳，其余裝置和試劑均不變，也能制備無水AlCl₃．事實證明這樣做比較危險，請簡述理由制得的Cl₂中混有HCl，與Al反應(yīng)生成H₂，H₂與Cl₂混合加熱時會發(fā)生爆炸．

Answer 1

分析 該實驗的原理是先通過發(fā)生裝置制備HCl氣體，然后通過濃硫酸干燥氣體，干燥的HCl再與Al反應(yīng)，最后收集制得的AlCl₃，
（1）燒瓶中是用濃硫酸與氯化鈉制取氯化氫氣體；
（2）與鋁反應(yīng)的氯化氫須要干燥，試驗時，應(yīng)先點燃B處酒精燈，使HCl氣體充滿裝置，再加熱D處，防止Al與空氣中的O₂反應(yīng)．
（3）AlCl₃升華后，易冷凝，若用細(xì)導(dǎo)管容易被堵塞；
（4）F中的堿石灰，可吸收多余的HCl氣體，防止污染空氣，還可以吸收空氣中的水蒸氣，防止水蒸氣進(jìn)入E瓶，使AlCl₃水解．
（5）若用AlCl₃•6H₂O制備無水AlCl₃，通入HCl是為了防止AlCl₃水解．所得堿式氯化鋁是原市售氯化鋁質(zhì)量的40%，則可知AlCl₃•6H₂O轉(zhuǎn)化為Al₂（OH）_nCl_（6-n）后，相對原子質(zhì)量是原來的40%，即$\frac{M[Al（OH）{\;}_{n}C{l}_{（6-n）}]}{2M（AlC{l}_{3}）}$，代入各原子的相對原子質(zhì)量計算得到n；
（6）用上述裝置A、B中的試劑改為濃鹽酸和二氧化錳，其余裝置和試劑均不變，制得的氯氣中含有氯化氫，氯化氫與鋁產(chǎn)生氫氣，在加熱的條件下氫氣與氯氣能發(fā)生爆炸．

解答 解：該實驗的原理是先通過發(fā)生裝置制備HCl氣體，然后通過濃硫酸干燥氣體，干燥的HCl再與Al反應(yīng)，最后收集制得的AlCl₃．
（1）實驗室一般用濃硫酸和NaCl制備HCl氣體，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：NaCl+H₂SO₄（濃）$\frac{\underline{\;微熱\;}}{\;}$NaHSO₄+HCl↑，
故答案為：NaCl+H₂SO₄（濃）$\frac{\underline{\;微熱\;}}{\;}$NaHSO₄+HCl↑；
（2）與鋁反應(yīng)的氯化氫須要干燥，C中盛有的試劑為濃硫酸，試驗時，應(yīng)先點燃B處酒精燈，使HCl氣體充滿裝置，再加熱D處，防止Al與空氣中的O₂反應(yīng)，
故答案為：濃硫酸；B；
（3）AlCl₃升華后，易冷凝，若用細(xì)導(dǎo)管容易被堵塞，用粗短導(dǎo)管連接D、E的目的是防堵塞，E瓶的作用是使AlCl₃冷凝、收集AlCl₃，
故答案為：a；使AlCl₃冷凝、收集AlCl₃；
（4）F中的堿石灰，可吸收多余的HCl氣體，防止污染空氣，還可以吸收空氣中的水蒸氣，防止水蒸氣進(jìn)入E瓶，使AlCl₃水解，
故答案為：ad；
（5）若用AlCl₃•6H₂O制備無水AlCl₃，通入HCl是為了防止AlCl₃水解．所得堿式氯化鋁是原市售氯化鋁質(zhì)量的40%，則可知AlCl₃•6H₂O轉(zhuǎn)化為Al₂（OH）_nCl_（6-n）后，相對原子質(zhì)量是原來的40%，即$\frac{M[Al（OH）{\;}_{n}C{l}_{（6-n）}]}{2M（AlC{l}_{3}）}$，代入各原子的相對原子質(zhì)量，可得n=4，
故答案為：抑制AlCl₃水解；4．
（6）用上述裝置A、B中的試劑改為濃鹽酸和二氧化錳，其余裝置和試劑均不變，制得的氯氣中含有氯化氫，氯化氫與鋁產(chǎn)生氫氣，在加熱的條件下氫氣與氯氣能發(fā)生爆炸，所以這樣做比較危險，
故答案為：制得的Cl₂中混有HCl，與Al反應(yīng)生成H₂，H₂與Cl₂混合加熱時會發(fā)生爆炸．

點評 本題考查了物質(zhì)制備的實驗過程分析判斷，物質(zhì)性質(zhì)實驗基本操作是解題關(guān)鍵，注意裝置和試劑的作用，掌握基礎(chǔ)是關(guān)鍵，題目難度中等．