Question

(14分)利用废铝箔(主要成分为Al、少量的Fe、Si等)既可制取有机合成催化剂AlBr3又可制取净水剂硫酸铝晶体[A12(SO4)318H2O]。

I．实验室制取无色的无水AlBr3(熔点：97.5℃，沸点：263.3～265℃)可用如图所示装置

主要实验步骤如下：

步骤l：将铝箔剪碎，用CCl4浸泡片刻，干燥，然后投入到烧瓶6中。

步骤2：从导管口7导入氮气，同时打开导管口l和4放空，一段时间后关闭导管口7和1；导管口4接装有P2O5的干燥管。

步骤3：从滴液漏斗滴入一定量的液溴于烧瓶6中，并保证烧瓶6中铝过剩。

步骤4：加热烧瓶6，回流一定时间。

步骤5：将氮气的流动方向改为从导管口4到导管口l。将装有P2O5的干燥管与导管口1连接，将烧瓶6加热至270℃左右，使溴化铝蒸馏进入收集器2。

步骤6：蒸馏完毕时，在继续通入氮气的情况下，将收集器2从3处拆下，并立即封闭3处。

（1）步骤l中，铝箔用CCl4浸泡的目的是 。

（2）步骤2操作中，通氮气的目的是 。

（3）步骤3中，该实验要保证烧瓶中铝箔过剩，其目的是 。

（4）步骤4依据何种现象判断可以停止回流操作 。

（5）步骤5需打开导管口l和4，并从4通入N2的目的是 。

II．某课外小组的同学拟用废铝箔制取硫酸铝晶体，已知铝的物种类别与溶液pH关系如图所示。

实验中可选用的试剂：①处理过的铝箔；②2.0 molL-1硫酸；③2.0molL-1NaOH溶液。

（6）由铝箔制备硫酸铝晶体的实验步骤依次为：

①称取一定质量的铝箔于烧杯中，分次加入2.0 molL-1NaOH溶液，加热至不再产生气泡为止。

②过滤。

③ 。

④过滤、洗涤。

⑤ 。

⑥蒸发浓缩。

⑦冷却结晶。

⑧过滤、洗涤、干燥。

Answer 1

（14分）

（1）除去铝箔表面的油脂等有机物（2分）

（2）排出装置中含水蒸气的空气（2分）

（3）保证液溴完全反应，防止溴过量混入AlBr3中（2分）

（4）5的管中回流液呈无色，或烧瓶6中物质呈无色（2分）

（5）将AlBr3蒸气导入装置2中并冷凝（2分）

（6）③滤液用2.0mol/L硫酸在不断搅拌下调到pH4～10左右（2分）

⑤沉淀中不断加入2.0mol/L硫酸，至恰好溶解（2分）

【解析】

试题分析：（1）步骤l中，铝箔用CCl4浸泡的目的是除去铝箔表面的油污，油污油污易溶于有机溶剂；

（2）步骤2操作中，通氮气的目的是排除含水蒸气的空气，因为该实验的目的是制备无水AlBr3；

（3）步骤3中，该实验要保证烧瓶中铝箔过剩，因为溴易挥发，若溴过量，则易混入AlBr3中，造成AlBr3不纯，所以使Al过量，溴消耗完；

（4）当溴消耗完时，反应停止，此时可以停止回流操作，则5的管中回流液呈无色，或烧瓶6中物质呈无色；

（5）因为步骤5的目的是将产品进入收集器2，所以步骤5需打开导管口l和4，并从4通入N2的目的是便于AlBr3蒸汽进入装置2中并冷凝；

（6）③根据图7可知，氢氧化铝沉淀的最佳pH在4-10之间，所以向Al与氢氧化钠溶液反应得到的偏铝酸钠的滤液中加.0 molL-1硫酸不断搅拌下调到pH4～10左右，使之产生氢氧化铝沉淀；

⑤将得到的氢氧化铝沉淀过滤、洗涤后，再向沉淀中不断加入2.0mol/L硫酸，至恰好溶解，此时恰好得到硫酸铝溶液，再蒸发浓缩、冷却结晶得到硫酸铝晶体。

考点：考查物质制备的实验分析，物质的分离与提纯