Question

14．實驗室采用MgCl₂、AlCl₃的混合溶液與過量氨水反應(yīng)制備MgAl₂O₄，主要流程如圖1：

（1）寫出AlCl₃與氨水反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)方程式AlCl₃+3NH₃•H₂O═Al（OH）₃↓+3NH₄Cl．
（2）判斷流程中沉淀是否洗凈所用的試劑是硝酸酸化的硝酸銀，高溫焙燒時，用于盛放固體的儀器名稱是坩堝．
無水AlCl₃（183℃升華）遇潮濕空氣即產(chǎn)生大量白霧，實驗室可用下列裝置制備圖2．
（3）其中裝置A用來制備氯氣，寫出其離子反應(yīng)方程式：MnO₂+4H⁺+2Cl^-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Mn²⁺+Cl₂↑+2H₂O．裝置B中盛放飽和NaCl溶液，該裝置的主要作用是除去混在氯氣中的氯化氫．F中試劑是濃硫酸．G為尾氣處理裝置，其中反應(yīng)的化學(xué)方程式：Cl₂+2NaOH═NaCl+NaClO+H₂O．
（4）制備氯氣的反應(yīng)會因鹽酸濃度下降而停止．為測定反應(yīng)殘余液中鹽酸的濃度，探究小組同學(xué)提出下列實驗方案：
甲方案：與足量AgNO₃溶液反應(yīng)，稱量生成的AgCl質(zhì)量．
乙方案：與足量Zn反應(yīng)，測量生成的H₂體積．繼而進行下列判斷和實驗：
①判定甲方案不可行，理由是硝酸銀不僅和過量的鹽酸反應(yīng)，也會和氯化錳反應(yīng)生成沉淀．
②進行乙方案實驗：裝置如圖3所示（夾持器具已略去）．
（ⅰ）反應(yīng)完畢，每間隔1min讀取氣體體積，氣體體積逐次減小，直至不變．氣體體積逐次減小的原因是開始時反應(yīng)放熱，后來溫度降低，氣體體積減小（排除儀器和實驗操作的影響因素）．
（ⅱ）若取殘余溶液10mL與足量的鋅粒反應(yīng)，最終量氣筒內(nèi)收集到的氣體折算到標況下為336mL，這說明當(dāng)鹽酸的濃度小于3mol/L時不再與二氧化錳反應(yīng)．

Answer 1

分析 （1）AlCl₃和NH₃•H₂O反應(yīng)Al（OH）₃沉淀和NH₄Cl；
（2）沉淀中易吸附氯離子，氯離子用硝酸酸化的硝酸銀檢驗，焙燒固體藥品的儀器是坩堝；
（3）A裝置用于制取氯氣，濃鹽酸具有揮發(fā)性，生成的氯氣中含有HCl，HCl極易溶于水，飽和食鹽水能抑制氯氣溶解，所以B中盛放飽和食鹽水吸收HCl，無水AlCl₃（183℃升華）遇潮濕空氣即產(chǎn)生大量白霧，所以氯氣在和Al反應(yīng)前應(yīng)該干燥，則C裝置用于干燥氯氣，為濃硫酸；E裝置中收集氯化鋁，G裝置用于吸收多余的氯氣，F(xiàn)裝置用于吸收水蒸氣，防止氯化鋁水解，加熱條件下，MnO₂和濃鹽酸反應(yīng)生成Cl₂、氯化錳和水，濃鹽酸具有揮發(fā)性，生成的氯氣中含有氯化氫，HCl極易溶于水，飽和食鹽水抑制氯氣溶解，濃硫酸具有吸水性，常作干燥劑，氯氣和NaOH溶液反應(yīng)生成氯化鈉、次氯酸鈉和水；
（4）①硝酸銀和HCl、氯化錳都反應(yīng)生成AgCl白色沉淀；
②（�。┓磻�(yīng)完畢后，氣體體積減小，氫氣不易溶于水，說明氣體體積受溫度影響；
（ⅱ）n（H₂）=$\frac{0.336L}{22.4L/mol}$=0.015mol，根據(jù)H原子守恒得n（HCl）=2n（H₂）=2×0.015mol=0.03mol，根據(jù)C=$\frac{n}{V}$計算鹽酸濃度．

解答 解：（1）AlCl₃和NH₃•H₂O反應(yīng)Al（OH）₃沉淀和NH₄Cl，反應(yīng)方程式為AlCl₃+3NH₃•H₂O═Al（OH）₃↓+3NH₄Cl，
故答案為：AlCl₃+3NH₃•H₂O═Al（OH）₃↓+3NH₄Cl；
（2）沉淀中易吸附氯離子，氯離子用硝酸酸化的硝酸銀檢驗，氯離子和硝酸酸化的硝酸銀反應(yīng)生成白色沉淀；焙燒固體藥品的儀器是坩堝，
故答案為：硝酸酸化的硝酸銀溶液；坩堝；
（3）A裝置用于制取氯氣，濃鹽酸具有揮發(fā)性，生成的氯氣中含有HCl，HCl極易溶于水，飽和食鹽水能抑制氯氣溶解，所以B中盛放飽和食鹽水吸收HCl，無水AlCl₃（183℃升華）遇潮濕空氣即產(chǎn)生大量白霧，所以氯氣在和Al反應(yīng)前應(yīng)該干燥，則C裝置用于干燥氯氣，為濃硫酸；E裝置中收集氯化鋁，G裝置用于吸收多余的氯氣，F(xiàn)裝置用于吸收水蒸氣，防止氯化鋁水解，加熱條件下，MnO₂和濃鹽酸反應(yīng)生成Cl₂、氯化錳和水，離子方程式為MnO₂+4H⁺+2Cl^-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Mn²⁺+Cl₂↑+2H₂O，濃鹽酸具有揮發(fā)性，生成的氯氣中含有氯化氫，HCl極易溶于水，飽和食鹽水中含有氯離子而抑制氯氣溶解，所以B的作用是除去HCl，濃硫酸具有吸水性，常作干燥劑，F(xiàn)裝置是吸收水蒸氣，防止G的水蒸氣加入E正確，以防止氯化鋁水解，F(xiàn)中盛放物質(zhì)為濃硫酸，氯氣有毒不能直接排空，氯氣和NaOH溶液反應(yīng)生成鹽和水，反應(yīng)方程式為Cl₂+2NaOH═NaCl+NaClO+H₂O，
故答案為：MnO₂+4H⁺+2Cl^-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Mn²⁺+Cl₂↑+2H₂O；除去混在氯氣中的氯化氫；濃硫酸；Cl₂+2NaOH═NaCl+NaClO+H₂O；
（4）①硝酸銀和HCl、氯化錳都反應(yīng)生成AgCl白色沉淀，所以不能根據(jù)AgCl質(zhì)量計算鹽酸的量，
故答案為：硝酸銀不僅和過量的鹽酸反應(yīng)，也會和氯化錳反應(yīng)生成沉淀；
②（�。┓磻�(yīng)完畢后，氣體體積減小，氫氣不易溶于水，說明氣體體積受溫度影響，鹽酸和鋅的反應(yīng)是放熱反應(yīng)，反應(yīng)完畢后，溶液溫度降低，導(dǎo)致氣體體積減小，故答案為：開始時反應(yīng)放熱，后來溫度降低，氣體體積減��；
（ⅱ）n（H₂）=$\frac{0.336L}{22.4L/mol}$=0.015mol，
根據(jù)H原子守恒得n（HCl）=2n（H₂）=2×0.015mol=0.03mol，
C=$\frac{n}{V}$=$\frac{0.03mol}{0.01L}$=3 mol/L，
故答案為：3mol/L．

點評 本題考查物質(zhì)制備實驗方案設(shè)計，為高頻考點，涉及物質(zhì)的量的有關(guān)計算、氣體制備、物質(zhì)制備、離子反應(yīng)等知識點，明確實驗原理及物質(zhì)性質(zhì)是解本題關(guān)鍵，知道圖1中各個裝置的作用，掌握基礎(chǔ)是解題關(guān)鍵，題目難度中等．