Question

11．實(shí)驗(yàn)室用如圖所示裝置制備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，然后鍛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）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；
②C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，B中盛放的試劑X是鹽酸；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)管長度、加熱導(dǎo)管、通入氮?dú)獾龋▽懗鲆稽c(diǎn)）．
（3）B裝置中的AlCl₃溶液溶解CaCO₃時，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）＞12：14，其原因是氫氧化鈣微溶于水，造成損失；
（5）以工業(yè)碳酸鈣（含有少量Al₂O₃、Fe₂O₃雜質(zhì)）生產(chǎn)二水合氯化鈣（CaCl₂•2H₂O）的方法為：將工業(yè)碳酸鈣溶于鹽酸，向溶液中加入氫氧化鈣，攪拌，用pH計調(diào)節(jié)溶液的pH≤4.7，過濾，向?yàn)V液中加鹽酸酸化，蒸發(fā)濃縮，冷卻結(jié)晶，過濾，冰水洗滌，干燥．
已知：幾種離子生成氫氧化物沉淀pH（開始沉淀的pH按金屬離子濃度為1.0mol/L計算）

	開始沉淀的pH	完全沉淀的pH
Fe3+	1.1	3.2
Al3+	3.5	4.7

（實(shí)驗(yàn)中需用到的試劑和儀器有：鹽酸，氫氧化鈣，冰水，pH計）．

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）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；
②實(shí)驗(yàn)中有氯氣尾氣，會污染空氣；
（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，AlCl₃溶液水解呈酸性，所以在混合時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，鈣元素會有損失，所以碳酸鈣要適當(dāng)過量；
（5）以工業(yè)碳酸鈣（含有少量Al₂O₃、Fe₂O₃雜質(zhì)）生產(chǎn)二水合氯化鈣（CaCl₂•2H₂O）要除去鋁元素和鐵元素，可以先用酸溶解，再調(diào)節(jié)PH值，使鐵、鋁生成對應(yīng)的氫氧化物沉淀，過濾，將濾液蒸發(fā)濃縮，冷卻結(jié)晶，過濾，冰水洗滌，干燥；

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）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，
故答案為：ClO₃^-+5Cl^-+6H+=3Cl₂+3H₂O；
②實(shí)驗(yàn)中有氯氣尾氣，會污染空氣，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：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，所以X試劑為鹽酸，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)管長度、加熱導(dǎo)管、通入氮?dú)獾龋?br />故答案為：鹽酸；加粗導(dǎo)管、縮短導(dǎo)管長度、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，AlCl₃溶液水解呈酸性，所以在混合時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）以工業(yè)碳酸鈣（含有少量Al₂O₃、Fe₂O₃雜質(zhì)）生產(chǎn)二水合氯化鈣（CaCl₂•2H₂O）要除去鋁元素和鐵元素，可以先用酸溶解，再調(diào)節(jié)PH值，使鐵、鋁生成對應(yīng)的氫氧化物沉淀，過濾，將濾液蒸發(fā)濃縮，冷卻結(jié)晶，過濾，冰水洗滌，干燥，所以實(shí)驗(yàn)操作為向溶液中加入氫氧化鈣，攪拌，用pH計調(diào)節(jié)溶液的pH≤4.7，過濾，向?yàn)V液中加鹽酸酸化，蒸發(fā)濃縮，冷卻結(jié)晶，過濾，冰水洗滌，干燥，
故答案為：向溶液中加入氫氧化鈣，攪拌，用pH計調(diào)節(jié)溶液的pH≤4.7，過濾，向?yàn)V液中加鹽酸酸化，蒸發(fā)濃縮，冷卻結(jié)晶，過濾，冰水洗滌，干燥．

點(diǎn)評 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�，注意把握物質(zhì)的性質(zhì)以及題目給予的信息，難度中等．