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【題目】無水AlCl3是一種重要的化工原料。某課外活動小組嘗試制取無水AlCl3并進行相關探究。

資料信息:無水AlCl3在178℃升華，極易潮解，遇到潮濕空氣會產生白色煙霧。

（探究一）無水AlCl3的實驗室制備

利用下圖裝置，用干燥、純凈的氯氣在加熱條件下與純鋁粉反應制取無水AlCl3。供選擇的藥品:①鋁粉②濃硫酸③稀鹽酸④飽和食鹽水⑤二氧化錳粉末⑥無水氯化鈣⑦稀硫酸⑧濃鹽酸⑨氫氧化鈉溶液。

(1)寫出裝置A發(fā)生的反應方程式__________。

(2)裝置E需用到上述供選藥品中的________(填數字序號)，裝置F的作用是__________。

(3)寫出無水AlCl3遇到潮濕空氣發(fā)生反應的化學方程式__________。

（探究二）離子濃度對氯氣制備的影響

探究二氧化錳粉末和濃鹽酸的反應隨著鹽酸的濃度降低，反應會停止的原因:

(4)提出假設:假設1.Cl-濃度降低影響氯氣的生成；假設2.__________。

(5)設計實驗方案:(限選試劑:濃H2SO4、NaCl固體、MnO2固體、稀鹽酸)

步驟

實驗操作

預測現(xiàn)象和結論

①

往不再產生氯氣的裝置中，加入_____繼續(xù)加熱

若有黃綠色氣體生成，則假設1成立

②

__________

若有黃綠色氣體生成，則假設2成立

（探究三）無水AlCl3的含量測定及結果分析

取D中反應后所得固體2.0g，與足量氫氧化鈉溶液反應，測定生成氣體的體積(體積均換算成標準狀況)，重復測定三次，數據如下:

第一次實驗

第二次實驗

第三次實驗

D中固體用量

2.0g

2.0g

2.0g

氫氣的體積

334.5mL

336.0mL

337.5mL

(6)根據表中數據，計算所得固體中無水AlCl3的質量分數_________。

(7)有人認為D中制得無水AlCl3的質量分數偏低，可能的一種原因是__________。

【答案】 MnO2+4HCl△MnCl2+Cl2↑+2H2O ⑥ 吸收多余的氯氣以免污染空氣 AlCl3+3H2O==Al(OH)3+3HCl H+濃度降低影響氯氣的生成 NaCl固體 往不再產生氯氣的裝置中，加入濃H2SO4，繼續(xù)加熱 86.5% 制備的氯氣不足（或固體和氣體無法充分接觸；無水AlCl3發(fā)生升華，造成損失等）

【解析】本題分三塊，制備氯化鋁、氯化鋁的純度分析、探究實驗室制氯氣的反應原理，其中氯化鋁制備是利用二氧化錳和濃鹽酸混合加熱制得氯氣與鋁粉共熱制備氯化鋁，實驗過程中要關注氯氣的凈化、保持無氧環(huán)境（防止生成氧化鋁）、干燥環(huán)境（防氯化鋁水解），并進行尾氣處理減少對環(huán)境的污染；氯化鋁樣品中可能混有鋁，利用鋁與氫氧化鈉溶液反應生成的氫氣測定鋁的含量，再計算出氯化鋁的純度；探究實驗室制備氯氣的原理可從二個方面氯離子濃度對實驗的影響和H+對實驗的影響，據此解答。

（1）實驗室用二氧化錳與濃鹽酸反應制氯氣，反應方程式為MnO2+4HCl(濃)△MnCl2+Cl2↑+2H2O；

（2）由于生成的氯化鋁易水解，則需要防止水蒸氣進入D裝置，因此裝置E中的藥品是無水氯化鈣，答案選⑥；氯氣有毒，需要尾氣處理，則裝置F的作用是吸收多余的氯氣以免污染空氣。

（3）無水氯化鋁遇水蒸汽發(fā)生水解反應，則無水AlCl3遇到潮濕空氣發(fā)生反應的化學方程式為AlCl3+3H2O＝Al(OH)3+3HCl；

（4）根據實驗室利用濃鹽酸和二氧化錳混合加熱反應原理可知，參加離子反應的離子為氯離子和氫離子，因此另一種假設為H+濃度降低影響氯氣的生成；

（5）可通過向反應裝置中添加NaCl固體的方法增加溶液里的氯離子濃度，添加濃硫酸的方法增加溶液里的H+濃度來驗證，即

步驟

實驗操作

預測現(xiàn)象和結論

①

往不再產生氯氣的裝置中，加入NaCl固體繼續(xù)加熱

若有黃綠色氣體生成，則假設1成立

②

往不再產生氯氣的裝置中，加入濃H2SO4，繼續(xù)加熱

若有黃綠色氣體生成，則假設2成立

；

（6）三次實驗收集到的氫氣平均值為（334.5mL+336.0mL+337.5mL）÷3=336.0mL，氫氣的物質的量為0.336L÷22.4L/mol=0.015mol，根據2Al～3H2，可知鋁的物質的量為0.015mol×2/3=0.01mol，質量為0.01mol×27g/mol=0.27g，氯化鋁的質量分數為(2.0g0.27g)/2.0g×100%=86.5%；

（7）根據反應原理可知如果制得無水AlCl3的質量分數偏低，則可能的原因是氯氣量不足，部分鋁未反應生成氯化鋁，可導致氯化鋁含量偏低；固體和氣體無法充分接觸，部分鋁粉未被氯氣氧化，混有鋁，導致氯化鋁含量偏低；有少量氯化鋁升華，也能導致氯化鋁含量偏低。

練習冊系列答案
相關習題

科目：高中化學 來源： 題型：

【題目】下列對HCl、Cl2、H2O、NH3、CH4這組分子中共價鍵形成方式的分析正確的是(　　)

A. 都是σ鍵，沒有π鍵

B. 都是π鍵，沒有σ鍵

C. 既有π鍵，又有σ鍵

D. 除CH4外，都是σ鍵

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科目：高中化學 來源： 題型：

【題目】2015年8月12號接近午夜時分，天津濱海新區(qū)一處集裝箱碼頭發(fā)生爆炸。發(fā)生爆炸的是集裝箱內的易燃易爆物品，爆炸火光震天，并產生巨大蘑菇云。根據掌握的信息分析，裝箱區(qū)的危險化學品可能有鉀、鈉、氯酸鈉、硝酸鉀、燒堿，硫化堿、硅化鈣、三氯乙烯、氯碘酸等。運抵區(qū)的危險化學品可能有環(huán)己胺、二甲基二硫、甲酸、硝酸銨、氰化鈉、4，6-二硝基苯-鄰仲丁基苯酚等。

回答下列問題：

（1）在組成NH4NO3、NaCN兩種物質的元素中第一電離能最大的是__________（填元素符號），解釋原因_____________________________________________

（2）二甲基二硫和甲酸中，在水中溶解度較大的是 （填名稱），原因是_______；燒堿所屬的晶體類型為______；硫化堿（Na2S）的S2-的基態(tài)電子排布式是____________。

（3）硝酸銨中，NO3-的立體構型為 ，中心原子的雜化軌道類型為__________

（4）1mol化合物NaCN中CN-所含的π鍵數為______，與CN-互為等電子體的分子有 。（CN）2又稱為擬鹵素，實驗室可以用氰化鈉、二氧化錳和濃硫酸在加熱條件下制得，寫成該制備的化學方程式___________。

（5）鈉鉀合金屬于金屬晶體，其某種合金的晶胞結構如圖所示。合金的化學式為____________；晶胞中K 原子的配位數為 ；已知金屬原子半徑r（Na）=186pm、r（K）=227pm，計算晶體的空間利用率 ________（列出計算式，不需要計算出結果）。

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科目：高中化學 來源： 題型：

【題目】高鐵電池是一種新型可充電電池，電解質溶液為KOH溶液，放電時的總反應式為3Zn ＋2K2FeO4＋8H2O =3Zn（OH）2 ＋2Fe（OH）3 ＋4KOH。下列敘述正確的是（ ）

A．放電時，正極區(qū)溶液的pH減小

B．放電時，負極反應式為3Zn－6e－＋6OH－=3Zn（OH）2

C．充電時，每轉移3 mol電子，陽極有1 mol Fe（OH）3被還原

D．充電時，電池的鋅電極接電源的正極

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科目：高中化學 來源： 題型：

【題目】中學教材中常見的金屬和非金屬元素及其化合物在工業(yè)和生活中有重要應用，請回答下列問題：

（1）從海水中提溴是將Cl2：通入濃海水中，生成溴單質，而氯氣氧化溴離子是在酸性條件下進行的，其目的是避免__________________。

（2）ClO2是高效、低毒的消毒劑，工業(yè)上用KClO3與Na2SO3在H2SO4存在下制得ClO2，該反應氧化劑與還原劑物質的量之比為____。

（3）磷的含氧酸有多種形式，如H3 PO4 、H3PO2（次磷酸）、H3PO3（亞磷酸）等。H3PO3與NaOH反應只生成Na2HPO3和NaH2PO3兩種鹽，寫出H3PO3的第二步電離方程式_________________。H3PO3和碘水反應，棕黃色褪去，再滴加AgNO3溶液，有黃色沉淀生成：請寫出H3PO3和碘水反應的化學方程式____。

（4）高鐵酸鉀(K2FeO4)是一種新型高效水處理劑，其中Fe元素的化合價是____：高鐵酸鉀溶于水放出氧氣，能殺菌消毒，生成能吸附水中懸浮物的物質。用一個離子方程式表示高鐵酸鉀處理水的過程____。

（5）鎂一H2O2酸性燃料電池的反應機理為Mg+H2O2 +2H+==Mg2++2H2O，則正極反應式為________。常溫下若起始電解質溶液pH =1，則pH =2時溶液中Mg2+濃度為________。已知Ksp[ Mg(OH)2]=5.6×10 -12，當溶液pH =6時，_____（填“有”或“沒有”）Mg( OH)2沉淀。

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科目：高中化學 來源： 題型：

【題目】一定能在下列溶液中大量共存的離子組是（　�。�

A.常溫，pH=2的溶液中：Na+、NH4+、HCO3-、Br-

B.能使酚酞變紅的溶液中Na+、K+、SO42-、CH3COO-

C.0.1 molL-1（NH4）2Fe（SO4）2溶液中：H+、Al3+、Cl-、NO3-

D.無色透明溶液中：NH4+、Cu2+、NO3-、SO42-

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科目：高中化學 來源： 題型：

【題目】A、B、C三種元素原子的最外層電子排布分別為3s1、2s22p3和2s22p4,由這三種元素組成的化合物的化學式可能是

A. ABC3 B. A2BC4 C. ABC4 D. A2BC3

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【題目】已知可逆反應CO + H2O(g) CO2 + H2 ， 達到平衡時，K = ，K是常數，只與溫度有關，與濃度無關。
（1）830K時，若起始時：c (CO) = 2 mol/L，c (H2O) = 3 mol/L，平衡時CO的轉化率為60%，水蒸氣的轉化率為；K值為。
（2）830K，若只將起始時c (H2O)改為6 mol/L，則水蒸氣的轉化率為。
（3）若830K時，起始濃度c (CO) = a mol/L，c (H2O) = b mol/L，H2的平衡濃度c (H2) = c mol/L。
①a、b、c之間的關系式是；
②當a = b時，a = c。

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科目：高中化學 來源： 題型：

【題目】亞硝酸鈉(NaNO2)是一種工業(yè)鹽，外觀與食鹽相似。下面是某學習小組設計的NaNO2制取實驗和純度檢驗實驗。該小組收集了相關資料：

①SO2和HNO3溶液反應生成NOx和H2SO4

②3NO2-+2H+=2NO↑+NO3-+H2O

③NO2-+Ag+=AgNO2↓(AgNO2為淡黃色接近白色固體，在水中形成沉淀)

Ⅰ．亞硝酸鈉的制取實驗

（1）儀器a的名稱為________________________，A裝置中發(fā)生的化學反應方程式為_____________________________________________。

（2）B裝置中多孔球泡的作用是_________________________________________________。

（3）若裝置B中逸出的NO與NO2氣體物質的量之比為2∶1，則裝置B中發(fā)生反應的化學方程式為_________________________________________________________。

（4）實驗過程中需控制C裝置中溶液pH>7，否則C中生成的NaNO2的產量會下降，理由是_____________________________________________________。

（5）請根據題干所給信息設計實驗證明C裝置中有NO2產生：_________________________________。(限選用的試劑：稀硝酸、硝酸銀溶液、NaOH溶液)

Ⅱ．亞硝酸鈉的純度檢驗

已知：NO2-+MnO4-+H+→NO3-+Mn2++H2O

（6）反應結束后C中溶液通過結晶獲得NaNO2粗產品mg,溶解后稀釋至250mL，分別取25.00mL用cmol/L的酸性KMnO4溶液平行滴定三次，平均每次消耗酸性KMnO4溶液的體積為VmL。則粗產品中NaNO2的質量分數為_____________(用含c、V、m的式子表示)。

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