Question

4．實(shí)驗(yàn)室采用MgCl₂、AlCl₃的混合溶液與過(guò)量氨水反應(yīng)制備MgAl₂O₄，主要流程如圖1：

（1）寫出生成沉淀的離子方程式Mg²⁺+2NH₃•H₂O=Mg（OH）₂↓+2NH₄⁺、Al³⁺+3NH₃•H₂O=Al（OH）₃↓+3NH₄⁺．
（2）判斷流程中沉淀是否洗凈所用的試劑是AgNO₃溶液（或硝酸酸化的AgNO₃溶液）．
（3）無(wú)水AlCl₃（183°C升華）遇潮濕空氣即產(chǎn)生大量白霧，實(shí)驗(yàn)室可用下列裝置（圖2）制備無(wú)水AlCl₃．
①寫出裝置A中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式MnO₂+4HCl（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂ ↑+2H₂O；
②裝置 B中盛放飽和NaCl溶液，該裝置的主要作用是除去HCl．F中試劑的作用是吸收水蒸氣．僅用一件儀器裝填適當(dāng)試劑后也可起到F和G的作用，所裝填的試劑為堿石灰．
③寫出裝置G中吸收尾氣的離子方程式Cl₂+2OH^-=Cl^-+ClO^-+H₂O．

Answer 1

分析 （1）MgCl₂、AlCl₃的混合溶液與過(guò)量氨水反應(yīng)生成氫氧化鎂和氫氧化鋁沉淀，再經(jīng)過(guò)過(guò)濾、洗滌、干燥得氫氧化鎂和氫氧化鋁沉淀，再在高溫焙燒得到MgAl₂O₄固體；
（2）沉淀中應(yīng)該附著氯離子和銨根離子，若判斷是否洗凈，可以用硝酸銀溶液檢驗(yàn)最后一次洗滌液中是否含有氯離子判斷；
（3）A裝置制取氯氣，反應(yīng)方程式為：MnO₂+4HCl$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂ ↑+2H₂O，氯化氫易揮發(fā)，制取的氯氣中含有HCl、水蒸氣，B中盛放飽和食鹽水，除去混有的HCl氣體，因?yàn)槁然�鋁易發(fā)生水解，C裝置進(jìn)行氯氣干燥，C中盛放濃硫酸干燥氯氣，干燥后的氯氣進(jìn)入D裝置與鋁發(fā)生反應(yīng)：2Al+3Cl₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2AlCl₃，無(wú)水AlCl₃易升華，在E中冷卻收集，G中氫氧化鈉溶液吸收尾氣中氯氣，防止污染空氣，由于氯化鋁易發(fā)生水解，故F中試劑防止空氣中的水蒸氣進(jìn)入E裝置，可以盛放濃硫酸，F(xiàn)用球形干燥管代替，其中可以用堿石灰可起到F和G的作用．

解答 解：（1）MgCl₂、AlCl₃的混合溶液與過(guò)量氨水反應(yīng)生成氫氧化鎂和氫氧化鋁沉淀，再經(jīng)過(guò)過(guò)濾、洗滌、干燥得氫氧化鎂和氫氧化鋁沉淀，再在高溫焙燒得到MgAl₂O₄固體，生成沉淀的離子方程式：Mg²⁺+2NH₃•H₂O=Mg（OH）₂↓+2NH₄⁺、Al³⁺+3NH₃•H₂O=Al（OH）₃↓+3NH₄⁺，
故答案為：Mg²⁺+2NH₃•H₂O=Mg（OH）₂↓+2NH₄⁺、Al³⁺+3NH₃•H₂O=Al（OH）₃↓+3NH₄⁺，
故答案為：Mg²⁺+2NH₃•H₂O=Mg（OH）₂↓+2NH₄⁺；
（2）沉淀中應(yīng)該附著氯離子和銨根離子，若判斷是否洗凈：可以取少量最后一次洗滌液，加入AgNO₃溶液（或硝酸酸化的AgNO₃溶液）溶液進(jìn)行判斷，若生成白色沉淀，則說(shuō)明沒(méi)有洗滌干凈，若沒(méi)有白色沉淀生成，則說(shuō)明已經(jīng)洗滌干凈，
故答案為：AgNO₃溶液（或硝酸酸化的AgNO₃溶液）；
（3）A裝置制取氯氣，反應(yīng)方程式為：MnO₂+4HCl（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂ ↑+2H₂O，氯化氫易揮發(fā)，制取的氯氣中含有HCl、水蒸氣，B中盛放飽和食鹽水，除去混有的HCl氣體，因?yàn)槁然�鋁易發(fā)生水解，C裝置進(jìn)行氯氣干燥，C中盛放濃硫酸干燥氯氣，干燥后的氯氣進(jìn)入D裝置與鋁發(fā)生反應(yīng)：2Al+3Cl₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2AlCl₃，無(wú)水AlCl₃易升華，在E中冷卻收集，G中氫氧化鈉溶液吸收尾氣中氯氣，防止污染空氣，由于氯化鋁易發(fā)生水解，故F中試劑防止空氣中的水蒸氣進(jìn)入E裝置，可以盛放濃硫酸，F(xiàn)用球形干燥管代替，其中可以用堿石灰可起到F和G的作用．
①裝置A中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式：MnO₂+4HCl（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂ ↑+2H₂O，
故答案為：MnO₂+4HCl（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂ ↑+2H₂O；
②裝置 B中盛放飽和NaCl溶液，該裝置的主要作用是：除去HCl，F(xiàn)中試劑的作用是：吸收水蒸氣，僅用一件儀器裝填適當(dāng)試劑后也可起到F和G的作用，所裝填的試劑為堿石灰，
故答案為：除去HCl；吸收水蒸氣；堿石灰；
③裝置G中吸收尾氣的離子方程式：Cl₂+2OH^-=Cl^-+ClO^-+H₂O，
故答案為：Cl₂+2OH^-=Cl^-+ClO^-+H₂O．

點(diǎn)評(píng) 本題考查物質(zhì)的制備實(shí)驗(yàn)，關(guān)鍵是對(duì)制備原理與各裝置的理解，握化學(xué)實(shí)驗(yàn)制備方案的設(shè)計(jì)原則，試題側(cè)重考查學(xué)生的分析、理解能力及化學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰�，難度中等．