Question

【題目】某興趣小組用鋁箔制備Al2O3、AlCl3·6H2O及明礬晶體，具體流程如下：

已知：AlCl3·6H2O易溶于水、乙醇及乙醚；明礬在水中的溶解度如下表。

溫度/℃	0	10	20	30	40	60	80	90
溶解度/g	3.00	3.99	5.90	8.39	11.7	24.8	71.0	109

請(qǐng)回答：

（1）步驟II中發(fā)生的化學(xué)方程式___；步驟Ⅲ發(fā)生的化學(xué)方程式___。

（2）步驟Ⅲ，下列操作合理的是___。

A．坩堝洗凈后，無需擦干，即可加入Al(OH)3灼燒

B．為了得到純Al2O3，需灼燒至恒重

C．若用坩堝鉗移動(dòng)灼熱的坩堝，需預(yù)熱坩堝鉗

D．坩堝取下后放在石棉網(wǎng)上冷卻待用

E．為確保稱量準(zhǔn)確，灼燒后應(yīng)趁熱稱重

（3）依次加入硫酸溶液、硫酸鉀溶液后，步驟Ⅳ的操作是___。

（4）步驟Ⅴ，過濾時(shí)，用到的玻璃儀器有___；洗滌時(shí)，合適的洗滌劑是___。

（5）步驟Ⅵ，為得到純凈的AlCl3·6H2O，宜采用的干燥方式是___。

（6）由于無水AlCl3(183℃升華)遇潮濕空氣即產(chǎn)生大量白霧，實(shí)驗(yàn)室需用下列裝置制備。

①裝置A中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為___。

②裝置B中盛放飽和NaCl溶液，該裝置的主要作用是___。

③F中試劑的作用是___，用一件儀器裝填適當(dāng)試劑后也可起到F和G的作用，所裝填的試劑為___。

Answer 1

【答案】NaAlO2＋2H2O＋CO2=Al(OH)3↓＋NaHCO3 2Al(OH)3Al2O3+3H2O BCD 加熱濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌、干燥 燒杯，玻璃棒，漏斗 濃鹽酸 減壓干燥或低溫干燥 MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O 除去HCl 防止水蒸氣進(jìn)入E中 堿石灰

【解析】

①步驟I中鋁箔和NaOH溶液反應(yīng)生成NaAlO2；步驟II中CO2和NaAlO2溶液反應(yīng)的到Al(OH)3膠狀固體；步驟III中灼燒Al(OH)3可得Al2O3；步驟IV中，由于明礬在水中的溶解度隨溫度變化而變化，且變化量較大，可采用降溫結(jié)晶得到明礬；制備AlCl3·6H2O晶體，需要將Al(OH)3用稀鹽酸溶解，形成AlCl3的鹽酸溶液，再冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌干燥得到AlCl3·6H2O晶體；②實(shí)驗(yàn)室制備無水AlCl3，觀察實(shí)驗(yàn)裝置，A為Cl2的發(fā)生裝置，B中裝有飽和食鹽水，C中裝有濃硫酸，D為Cl2和Al反應(yīng)的裝置，E為AlCl3的收集裝置（題中已說明AlCl3易升華），F中裝有濃硫酸(防止G中水蒸氣進(jìn)入到E中)，G為Cl2的處理裝置。

（1）步驟I中鋁箔和NaOH溶液反應(yīng)生成NaAlO2；步驟II中CO2和NaAlO2溶液反應(yīng)的到Al(OH)3膠狀固體，故步驟II中的化學(xué)反應(yīng)為NaAlO2+2H2O+CO2=Al(OH)3↓+NaHCO3；步驟III中灼燒Al(OH)3得到Al2O3；則步驟III中的化學(xué)反應(yīng)為：2Al(OH)3Al2O3 + 3H2O；

（2）步驟III是灼燒Al(OH)3的操作，則：

A、坩堝需要擦干水分才能開始灼燒，A錯(cuò)誤；

B、為得到純Al2O3，需灼燒至恒重，B正確；

C、若要用坩堝鉗移動(dòng)用灼熱的坩堝，需預(yù)熱坩堝鉗，以免坩堝因局部冷卻而破裂，C正確；

D、坩堝取下后必須放在石棉網(wǎng)上冷卻，D正確；

E、為確保稱量準(zhǔn)確，灼燒后必須冷卻后稱重，E錯(cuò)誤；

故選BCD；

（3）步驟IV中，由于明礬在水中的溶解度隨溫度變化而變化，且變化量較大，可采用降溫結(jié)晶得到明礬，具體的操作是蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌、干燥；

（4）過濾時(shí)，需要使用的玻璃儀器有燒杯、玻璃棒、漏斗；洗滌時(shí)，需要使用濃鹽酸；

（5）步驟Ⅵ中為得到純凈的AlCl3·6H2O，可采用低壓干燥或者低溫烘干，這樣可以比較結(jié)晶水的損失；

（6）①裝置A為Cl2的發(fā)生裝置，其中的離子方程式為：MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O；

②裝置B中盛放的飽和NaCl溶液，其作用是除去Cl2中的HCl氣體；

③E為AlCl3的收集瓶，由于AlCl3對(duì)潮濕空氣不穩(wěn)定，故需要干燥的環(huán)境，F中的溶劑為濃硫酸，目的是防止G中的水蒸氣進(jìn)入到E中；G的作用是吸收Cl2，若要代替F和G，則代替裝置中應(yīng)該裝有堿石灰，以吸收水蒸氣和Cl2。