Question

【题目】Ⅰ. 无水氯化铝是白色晶体，易吸收水分，在178℃升华，装有无水氯化铝的试剂瓶久置于潮湿空气中，会自动爆炸并产生大量白雾．氯化铝常作为有机合成和石油工业的催化剂，并用于处理润滑油等．工业上由金属铝和氯气作用或由无水氯化氢气体与熔融金属铝作用制得．

某课外兴趣小组在实验室中，通过下图装置制取少量纯净的无水氯化铝．

（1）A装置中发生反应的离子方程式为_____________________________；

（2）B、C装置中应盛放的试剂分别为______、______；

（3）从A装置导出的气体若不经过B、C装置而直接进入D管，对实验产生的不良后果是___．

（4）F装置所起的作用______．

Ⅱ. 有一无色溶液，其中可能含有Fe3+、Al3+、Fe2+、Mg2+、Cu2+、NH4+、K+、CO32﹣、SO42﹣等离子的几种，为分析其成分，取此溶液分别进行了四个实验，其操作和有关现象如下图1所示：

（1）在原溶液中一定存在的离子有______；

（2）第③实验中，若取原溶液100mL，滴加NaOH溶液的物质的量浓度为0.5molL﹣1 ，且生成沉淀的量与加入NaOH 的量如图2所示，则该溶液中所含阳离子的浓度为_____molL﹣1．

Answer 1

【答案】 MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2 ↑+2H2O 饱和食盐水 浓硫酸　； 爆炸（未经除去的氯化氢和水蒸气随氯气进入D中和铝能反应生成氢气，氢气和氯气混合会发生爆炸　氯化铝遇水蒸气会自动爆炸）． 吸收多余的氯气，防止污染环境；防止空气中的水蒸气进入 Al3+、Mg2+、SO42﹣ c（Al3+）=0.5 molL-1；c（Mg2+）=0.2 molL-1

【解析】Ⅰ.（1）浓盐酸和二氧化锰在加热条件下能发生氧化还原反应生成氯化锰、氯气、水，反应的离子方程式为MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2 ↑+2H2O；（2）浓盐酸具有挥发性，所以混合气体中含有氯化氢，氯化氢极易溶于水，氯气难溶于饱和食盐水，所以选饱和食盐水除去氯化氢；因题中要求制取纯净的无水AlCl3，所以要除去氯气中混有的水蒸气，且不引进新的杂质、氯气也和该物质不反应，所以选浓硫酸；（3）因浓盐酸具有挥发性，反应生成物中有水，在加热条件下变成水蒸汽，所以混合气体中的成分是氯化氢、水蒸气、氯气；氯化氢和铝能反应生成氢气，氢气和氯气混合会发生爆炸；（4）氯气有毒，污染环境，所以不能排空；碱石灰的成分是氧化钙和氢氧化钠，氯气和氧化钙、氢氧化钠能反应达到，所以可用碱石灰处理尾气；空气中有水蒸气，碱石灰还能吸收水蒸气，所以可作干燥剂；

Ⅱ. （1）根据题干信息“无色溶液”可以判定，一定没有有色离子：Fe3+、Fe2+、Cu2+；由①焰色反应可知一定没有K+；②中加稀盐酸和氯化钡溶液仍有沉淀，可知一定存在SO42﹣；③可以推断一定含有Mg2+。由于Mg2+和 CO32- 不能共存，所以一定没有 CO32-；④中得到无色无味的气体，可以判定一定没有NH4+； 综合以上分析，一定存在的离子为Al3+、Mg2+、SO42﹣； （2）由图中信息，加入VmL0.5molL-1NaOH溶液，沉淀达到最多，再滴加100mLNaOH溶液后，沉淀部分溶解，可知0.07mol沉淀为Mg（OH）2和Al（OH）3的混物，其中c（Al3+）=c（OH-）=0.5mol/L×0.1L=0.05mol，故c（Al3+）=0.05mol÷0.1L=0.5 molL-1；根据n[Mg(OH)2]+n[Al(OH)3]=0.07mol，可以得到n[Mg(OH)2]=0.02mol，c（Mg2+）=0.02mol÷0.01L=0.2 molL-1。