Question

7．無水AlCl₃是一種重要的有機合成催化劑，該物質在183℃時升華，遇潮濕空氣即產生大量白霧．某中學化學興趣小組擬利用中學常見儀器設計實驗制備無水AlCl₃，實驗裝置如圖所示．

（1）制備實驗開始時，先檢查裝置的氣密性，接下來的操作順序依次是acbd．
a．加入MnO₂粉末     b．點燃A中酒精燈     c．加入濃鹽酸   d．點燃D處酒精燈
（2）寫出A裝置中發(fā)生反應的化學方程式：MnO₂+4HCl$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O，反應中鹽酸表現的性質有還原性、酸性．
（3）裝置B的作用是除去氯氣中的氯化氫氣體，裝置C中盛放的試劑是濃硫酸
（4）裝置F的作用是干燥，防止水蒸氣進入E中引起氯化鋁水解，寫出G中的離子反應方程式Cl₂+2OH^-═Cl^-+ClO^-+H₂O
甲同學認為F和G可以用一種儀器替代，且加入一種藥品即可達到相同效果．這種藥品可以是堿石灰
（5）E中得到少量白色粉末，打開軟木塞后可明顯觀察到錐形瓶中有白霧生成，用化學方程式表示其原因AlCl₃+3H₂O=Al（OH）₃↓+3HCl↑．

Answer 1

分析 根據實驗裝置圖可知，該實驗中（裝置A）用濃鹽酸與二氧化錳反應生成氯氣，氯氣中有氯化氫、水等雜質，先用飽和食鹽水除氯化氫（裝置B），再用濃硫酸干燥（裝置C），氯氣與鋁反應制得氯化鋁（裝置D），反應的尾氣中有氯氣用氫氧化鈉吸收（裝置G），為防止氯化鋁與氫氧化鈉溶液中的水蒸汽反應，所以在收集裝置和尾氣吸收裝置之間加一干燥裝置F，E為收集瓶．
（1）氯化鋁易水解，實驗開始時先要將裝置中的空氣排盡，防止空氣中的水蒸汽與生成的氯化鋁反應；
（2）A中發(fā)生濃鹽酸和二氧化錳的反應，生成氯化錳、氯氣和水；氧化還原反應中所含元素化合價升高的為還原劑被氧化，所含元素化合價降低為氧化劑被還原；
（3）實驗中用濃鹽酸與二氧化錳反應制取氯氣，氯化氫易揮發(fā)，制取的氯氣中含有氯化氫，裝置B是除去氯化氫氣體；C裝置中的試劑為濃硫酸，除去水蒸氣；
（4）氯化鋁易發(fā)生水解，故應該防止空氣中的水蒸氣進入E裝置，而G是吸收多余的氯氣，所以可以加入堿石灰來代替F和G的作用；氫氧化鈉溶液吸收氯氣，二者反應生成氯化鈉、次氯酸鈉和水；
（5）E中收集到的氯化鋁粉末，打開軟木塞后，氯化鋁與空氣中的水蒸汽發(fā)生水解反應．

解答 解：（1）因為無水AlCl₃遇潮濕空氣即產生大量白霧，所以實驗開始時先要將裝置中的空氣排盡，防止空氣中的水蒸汽與生成的氯化鋁反應，所以操作依次是acbd，
故答案為：acbd；
（2）A中發(fā)生濃鹽酸和二氧化錳的反應，生成氯化錳、氯氣和水，反應方程式為：MnO₂+4HCl$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O，從方程式可知，反應中錳元素化合價降低，所以二氧化錳為氧化劑，氯化氫中有1半氯離子化合價升高，氯化氫既表現還原性，又表現酸性，
故答案為：MnO₂+4HCl$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O；還原性、酸性；
（3）濃鹽酸易揮發(fā)，加熱促進鹽酸的揮發(fā)，制備的氯氣中含有氯化氫和水蒸氣，氯氣在飽和食鹽水中溶解度很小，氯化氫易溶于水，選擇飽和食鹽水除去氯化氫（裝置B），濃硫酸具有吸水性，可以干燥氯氣（裝置C），
故答案為：除去氯氣中的氯化氫氣體；濃硫酸；
（4）F為濃硫酸，起到干燥作用，防止氯化鋁水解，因為氯化鋁易發(fā)生水解，故應該防止空氣中的水蒸氣進入E裝置，而G是吸收反應剩余的氯氣，所以可以加入堿石灰或氧化鈣來代替F和G的作用，氫氧化鈉溶液吸收氯氣，二者反應生成氯化鈉、次氯酸鈉和水，離子方程式：Cl₂+2OH^-═Cl^-+ClO^-+H₂O，
故答案為：干燥，防止水蒸氣進入E中引起氯化鋁水解；Cl₂+2OH^-═Cl^-+ClO^-+H₂O；堿石灰；
（5）E中收集到的氯化鋁粉末，打開軟木塞后，氯化鋁與空氣中的水蒸汽發(fā)生水解反應，所以可以看到錐形瓶中有白霧產生，反應方程式為：AlCl₃+3H₂O=Al（OH）₃↓+3HCl↑，
故答案為：AlCl₃+3H₂O=Al（OH）₃↓+3HCl↑．

點評 本題考查物質的制備實驗，側重于學生的分析能力和實驗能力的考查，為高考常見題型，注意把握實驗的原理和注意事項，題目難度中等．