Question

2．無(wú)水氯化鋁是有機(jī)化工常用的催化劑，氯化鋁178℃時(shí)升華，極易潮解，遇水發(fā)熱并產(chǎn)生白色煙霧．氯化鋁還易溶于乙醇、氯仿和四氯化碳．實(shí)驗(yàn)室可用反應(yīng)2Al+6HCl（g）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2AlCl₃+3H₂制備少量無(wú)水氯化鋁，某同學(xué)利用該原理設(shè)計(jì)如下實(shí)驗(yàn)裝置：
（1）A燒瓶中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式：NaCl+H₂SO₄（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$NaHSO₄+HCl↑或2NaCl+H₂SO₄（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂SO₄+2HCl↑
（2）以下三步操作的先后順序?yàn)棰邰佗冢ㄌ钚蛱?hào)）．
①點(diǎn)燃A處酒精燈    ②點(diǎn)燃C處酒精燈    ③滴加A處濃硫酸
（3）D中干燥管內(nèi)堿石灰的作用是吸收過(guò)量的HCl氣體，防止空氣中的水蒸氣進(jìn)入D中燒瓶．
（4）下列有關(guān)AICl₃的說(shuō)法合理的是①（填序號(hào)）．
①AlCl₃水溶液能導(dǎo)電    ②熔融態(tài)AlCl₃能導(dǎo)電    ③鎂條能置換出AlCl₃溶液中的Al
（5）實(shí)驗(yàn)室也可通過(guò)反應(yīng)2Al+3Cl₂（g）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2AlCl₃制備無(wú)水氯化鋁，此法若還利用上述裝置，在A燒瓶中增用Mn0₂．固體之外，還必須對(duì)裝置進(jìn)行的改動(dòng)是AB之間增加一裝有飽和食鹽水的洗氣瓶，因Cl₂中混有的HCl與Al反應(yīng)生成H₂，H₂與Cl₂混合加熱時(shí)會(huì)發(fā)生爆炸．
（6）指出該實(shí)驗(yàn)裝置可能存在的一種安全隱患：D中干燥管排出的H₂與空氣混合后遇酒精燈火焰發(fā)生爆炸；或“D中A1Cl₃蒸氣遇冷固化堵塞氣體通路”．

Answer 1

分析 該實(shí)驗(yàn)的原理是先通過(guò)發(fā)生裝置制備HCl氣體，然后通過(guò)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）該實(shí)驗(yàn)用濃硫酸和NaCl制備HCl氣體；
（2）先通過(guò)HCl排空裝置中的空氣，然后HCl與鋁反應(yīng)，所以實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)先滴加A處濃硫酸，點(diǎn)燃A處酒精燈，使HCl氣體充滿裝置，再加熱C處，防止Al與空氣中的O₂反應(yīng)；
（3）D中干燥管內(nèi)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D瓶，使AlCl₃水解；
（4）AlCl₃為共價(jià)化合物，溶于水完全電離，水溶液能導(dǎo)電，熔融態(tài)AlCl₃不導(dǎo)電，AlCl₃為強(qiáng)酸弱堿鹽，鋁離子水解導(dǎo)致溶液呈酸性，鎂條不能置換出AlCl₃溶液中的Al；
（5）增加制取氯氣的藥品，制取的氯氣中氯化氫不清除，氯化氫和鋁反應(yīng)生成氫氣，氫氣和氯氣混合加熱易發(fā)生爆炸；
（6）氫氣和空氣混合遇熱易發(fā)生爆炸，D中A1Cl₃蒸氣遇冷固化，所以D中干燥管排出的H₂與空氣混合后遇酒精燈火焰發(fā)生爆炸；或“D中A1Cl₃蒸氣遇冷固化堵塞氣體通路”．

解答 解：該實(shí)驗(yàn)的原理是先通過(guò)發(fā)生裝置制備HCl氣體，然后通過(guò)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(shí)驗(yàn)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）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$NaHSO₄+HCl↑或2NaCl+H₂SO₄（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂SO₄+2HCl↑，
故答案為：NaCl+H₂SO₄（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$NaHSO₄+HCl↑或2NaCl+H₂SO₄（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂SO₄+2HCl↑；
（2）該實(shí)驗(yàn)反應(yīng)為2Al+6HCl（g）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2AlCl₃+3H₂，氯為活潑金屬，易與空氣中的氧氣反應(yīng)，所以先通過(guò)HCl排空裝置中的空氣，先③滴加A處濃硫酸，
①點(diǎn)燃A處酒精燈，制取氯化氫，使HCl氣體充滿裝置，再②點(diǎn)燃C處酒精燈，
故答案為：③①②；
（3）D中干燥管內(nèi)堿石灰，可吸收多余的HCl氣體，防止污染空氣，還可以吸收空氣中的水蒸氣，防止水蒸氣進(jìn)入D瓶，使AlCl₃水解，
故答案為：吸收過(guò)量的HCl氣體，防止空氣中的水蒸氣進(jìn)入D中燒瓶；
（4）①氯化鋁是共價(jià)化合物，在水溶液中完全電離，AlCl₃水溶液能導(dǎo)電，故①正確；
②AlCl₃的熔融態(tài)不導(dǎo)電，是氯化鋁是共價(jià)化合物，熔融不能產(chǎn)生離子只有分子，故②錯(cuò)誤；
③AlCl₃為強(qiáng)酸弱堿鹽，鋁離子水解導(dǎo)致溶液呈酸性，水解方程式為Al³⁺+3H₂O?Al（OH）₃+3H⁺，鎂條與酸反應(yīng)促進(jìn)鋁離子水解，不能置換出鋁，故③錯(cuò)誤；
故選①；
（5）在A燒瓶中增用Mn0₂．濃鹽酸和二氧化錳在加熱條件下能發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成氯化錳、氯氣、水，方程式為：MnO₂+4HCl（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂ ↑+2H₂O，制得的氯氣中含有氯化氫，需在AB之間增加一裝有飽和食鹽水的洗氣瓶，因Cl₂中混有的HCl與Al反應(yīng)生成H₂，H₂與Cl₂混合加熱時(shí)會(huì)發(fā)生爆炸，
故答案為：AB之間增加一裝有飽和食鹽水的洗氣瓶，因Cl₂中混有的HCl與Al反應(yīng)生成H₂，H₂與Cl₂混合加熱時(shí)會(huì)發(fā)生爆炸；
（6）氯化鋁178℃時(shí)升華，D中A1Cl₃蒸氣遇冷固化堵塞氣體通路，氫氣和空氣混合遇熱易發(fā)生爆炸，D中干燥管排出的H₂與空氣混合后遇酒精燈火焰發(fā)生爆炸，
故答案為：D中干燥管排出的H₂與空氣混合后遇酒精燈火焰發(fā)生爆炸；或“D中A1Cl₃蒸氣遇冷固化堵塞氣體通路”．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了物質(zhì)制備的實(shí)驗(yàn)過(guò)程分析判斷，物質(zhì)性質(zhì)實(shí)驗(yàn)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．