Question

4．无水氯化铝是有机化工常用催化剂，其外观为白色固体，178⁰C时升华，极易潮解，遇 水后会发热并产生白雾．实验室用如图装置制备少量无水氯化铝，其反应原理为：2Al+6HCl（g）→2A1Cl₃+3H₂．完成下列填空：
（1）写出烧瓶中（B处）发生反应的化学方程式：NaCl+H₂SO₄（浓）$\frac{\underline{\;微热\;}}{\;}$NaHSO₄+HCl↑
（2）C中盛有的试剂为浓硫酸．进行实验时应先点燃B（选填“B”或“D”）处酒精灯．
（3）用粗短导管连接D、E的目的是a （选填序号）．a．防堵塞b．防倒吸 C．平衡气压d．冷凝回流
E瓶的作用是使AlCl₃冷凝、收集AlCl₃．
（4）F中盛有碱石灰，其目的是ad（选填序号）．
a．吸收HCl  b．吸收Cl₂   C．吸收CO₂    d．吸收H₂O
（5）将D中固体改为市售氯化铝（AlCl₃.6H₂0）也能进行无水氯化铝的制备，此时通入HCl气体的目的是抑制AlCl₃水解．若实验条件控制不当，最终得到的物质是碱式氯化铝（化学式为Al₂（OH）_nCl_（6-n）），且质量是原市售氯化铝的40%，则可推算n的值为4．
（6）有人建议将上述装置A、B中的试剂改为浓盐酸和二氧化锰，其余装置和试剂均不变，也能制备无水AlCl₃．事实证明这样做比较危险，请简述理由制得的Cl₂中混有HCl，与Al反应生成H₂，H₂与Cl₂混合加热时会发生爆炸．

Answer 1

分析 该实验的原理是先通过发生装置制备HCl气体，然后通过浓硫酸干燥气体，干燥的HCl再与Al反应，最后收集制得的AlCl₃，
（1）烧瓶中是用浓硫酸与氯化钠制取氯化氢气体；
（2）与铝反应的氯化氢须要干燥，试验时，应先点燃B处酒精灯，使HCl气体充满装置，再加热D处，防止Al与空气中的O₂反应．
（3）AlCl₃升华后，易冷凝，若用细导管容易被堵塞；
（4）F中的碱石灰，可吸收多余的HCl气体，防止污染空气，还可以吸收空气中的水蒸气，防止水蒸气进入E瓶，使AlCl₃水解．
（5）若用AlCl₃•6H₂O制备无水AlCl₃，通入HCl是为了防止AlCl₃水解．所得碱式氯化铝是原市售氯化铝质量的40%，则可知AlCl₃•6H₂O转化为Al₂（OH）_nCl_（6-n）后，相对原子质量是原来的40%，即$\frac{M[Al（OH）{\;}_{n}C{l}_{（6-n）}]}{2M（AlC{l}_{3}）}$，代入各原子的相对原子质量计算得到n；
（6）用上述装置A、B中的试剂改为浓盐酸和二氧化锰，其余装置和试剂均不变，制得的氯气中含有氯化氢，氯化氢与铝产生氢气，在加热的条件下氢气与氯气能发生爆炸．

解答 解：该实验的原理是先通过发生装置制备HCl气体，然后通过浓硫酸干燥气体，干燥的HCl再与Al反应，最后收集制得的AlCl₃．
（1）实验室一般用浓硫酸和NaCl制备HCl气体，反应的化学方程式为：NaCl+H₂SO₄（浓）$\frac{\underline{\;微热\;}}{\;}$NaHSO₄+HCl↑，
故答案为：NaCl+H₂SO₄（浓）$\frac{\underline{\;微热\;}}{\;}$NaHSO₄+HCl↑；
（2）与铝反应的氯化氢须要干燥，C中盛有的试剂为浓硫酸，试验时，应先点燃B处酒精灯，使HCl气体充满装置，再加热D处，防止Al与空气中的O₂反应，
故答案为：浓硫酸；B；
（3）AlCl₃升华后，易冷凝，若用细导管容易被堵塞，用粗短导管连接D、E的目的是防堵塞，E瓶的作用是使AlCl₃冷凝、收集AlCl₃，
故答案为：a；使AlCl₃冷凝、收集AlCl₃；
（4）F中的碱石灰，可吸收多余的HCl气体，防止污染空气，还可以吸收空气中的水蒸气，防止水蒸气进入E瓶，使AlCl₃水解，
故答案为：ad；
（5）若用AlCl₃•6H₂O制备无水AlCl₃，通入HCl是为了防止AlCl₃水解．所得碱式氯化铝是原市售氯化铝质量的40%，则可知AlCl₃•6H₂O转化为Al₂（OH）_nCl_（6-n）后，相对原子质量是原来的40%，即$\frac{M[Al（OH）{\;}_{n}C{l}_{（6-n）}]}{2M（AlC{l}_{3}）}$，代入各原子的相对原子质量，可得n=4，
故答案为：抑制AlCl₃水解；4．
（6）用上述装置A、B中的试剂改为浓盐酸和二氧化锰，其余装置和试剂均不变，制得的氯气中含有氯化氢，氯化氢与铝产生氢气，在加热的条件下氢气与氯气能发生爆炸，所以这样做比较危险，
故答案为：制得的Cl₂中混有HCl，与Al反应生成H₂，H₂与Cl₂混合加热时会发生爆炸．

点评 本题考查了物质制备的实验过程分析判断，物质性质实验基本操作是解题关键，注意装置和试剂的作用，掌握基础是关键，题目难度中等．