Question

2．無水氯化鋁是有機化工常用的催化劑，氯化鋁178℃時升華，極易潮解，遇水發熱并產生白色煙霧．氯化鋁還易溶于乙醇、氯仿和四氯化碳．實驗室可用反應2Al+6HCl（g）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2AlCl₃+3H₂制備少量無水氯化鋁，某同學利用該原理設計如下實驗裝置：
（1）A燒瓶中發生反應的化學方程式：NaCl+H₂SO₄（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$NaHSO₄+HCl↑或2NaCl+H₂SO₄（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂SO₄+2HCl↑
（2）以下三步操作的先后順序為③①②（填序號）．
①點燃A處酒精燈    ②點燃C處酒精燈    ③滴加A處濃硫酸
（3）D中干燥管內堿石灰的作用是吸收過量的HCl氣體，防止空氣中的水蒸氣進入D中燒瓶．
（4）下列有關AICl₃的說法合理的是①（填序號）．
①AlCl₃水溶液能導電    ②熔融態AlCl₃能導電    ③鎂條能置換出AlCl₃溶液中的Al
（5）實驗室也可通過反應2Al+3Cl₂（g）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2AlCl₃制備無水氯化鋁，此法若還利用上述裝置，在A燒瓶中增用Mn0₂．固體之外，還必須對裝置進行的改動是AB之間增加一裝有飽和食鹽水的洗氣瓶，因Cl₂中混有的HCl與Al反應生成H₂，H₂與Cl₂混合加熱時會發生爆炸．
（6）指出該實驗裝置可能存在的一種安全隱患：D中干燥管排出的H₂與空氣混合后遇酒精燈火焰發生爆炸；或“D中A1Cl₃蒸氣遇冷固化堵塞氣體通路”．

Answer 1

分析 該實驗的原理是先通過發生裝置制備HCl氣體，然后通過濃硫酸干燥氣體，干燥的HCl再與Al反應，最后收集制得的AlCl₃．
（1）該實驗用濃硫酸和NaCl制備HCl氣體；
（2）先通過HCl排空裝置中的空氣，然后HCl與鋁反應，所以實驗時，應先滴加A處濃硫酸，點燃A處酒精燈，使HCl氣體充滿裝置，再加熱C處，防止Al與空氣中的O₂反應；
（3）D中干燥管內堿石灰，可吸收多余的HCl氣體，防止污染空氣，還可以吸收空氣中的水蒸氣，防止水蒸氣進入D瓶，使AlCl₃水解；
（4）AlCl₃為共價化合物，溶于水完全電離，水溶液能導電，熔融態AlCl₃不導電，AlCl₃為強酸弱堿鹽，鋁離子水解導致溶液呈酸性，鎂條不能置換出AlCl₃溶液中的Al；
（5）增加制取氯氣的藥品，制取的氯氣中氯化氫不清除，氯化氫和鋁反應生成氫氣，氫氣和氯氣混合加熱易發生爆炸；
（6）氫氣和空氣混合遇熱易發生爆炸，D中A1Cl₃蒸氣遇冷固化，所以D中干燥管排出的H₂與空氣混合后遇酒精燈火焰發生爆炸；或“D中A1Cl₃蒸氣遇冷固化堵塞氣體通路”．

解答 解：該實驗的原理是先通過發生裝置制備HCl氣體，然后通過濃硫酸干燥氣體，干燥的HCl再與Al反應，最后收集制得的AlCl₃．
（1）實驗室一般用濃硫酸和NaCl制備HCl氣體，反應的化學方程式為：NaCl+H₂SO₄（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$NaHSO₄+HCl↑或2NaCl+H₂SO₄（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂SO₄+2HCl↑，
故答案為：NaCl+H₂SO₄（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$NaHSO₄+HCl↑或2NaCl+H₂SO₄（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂SO₄+2HCl↑；
（2）該實驗反應為2Al+6HCl（g）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2AlCl₃+3H₂，氯為活潑金屬，易與空氣中的氧氣反應，所以先通過HCl排空裝置中的空氣，先③滴加A處濃硫酸，
①點燃A處酒精燈，制取氯化氫，使HCl氣體充滿裝置，再②點燃C處酒精燈，
故答案為：③①②；
（3）D中干燥管內堿石灰，可吸收多余的HCl氣體，防止污染空氣，還可以吸收空氣中的水蒸氣，防止水蒸氣進入D瓶，使AlCl₃水解，
故答案為：吸收過量的HCl氣體，防止空氣中的水蒸氣進入D中燒瓶；
（4）①氯化鋁是共價化合物，在水溶液中完全電離，AlCl₃水溶液能導電，故①正確；
②AlCl₃的熔融態不導電，是氯化鋁是共價化合物，熔融不能產生離子只有分子，故②錯誤；
③AlCl₃為強酸弱堿鹽，鋁離子水解導致溶液呈酸性，水解方程式為Al³⁺+3H₂O?Al（OH）₃+3H⁺，鎂條與酸反應促進鋁離子水解，不能置換出鋁，故③錯誤；
故選①；
（5）在A燒瓶中增用Mn0₂．濃鹽酸和二氧化錳在加熱條件下能發生氧化還原反應生成氯化錳、氯氣、水，方程式為：MnO₂+4HCl（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂ ↑+2H₂O，制得的氯氣中含有氯化氫，需在AB之間增加一裝有飽和食鹽水的洗氣瓶，因Cl₂中混有的HCl與Al反應生成H₂，H₂與Cl₂混合加熱時會發生爆炸，
故答案為：AB之間增加一裝有飽和食鹽水的洗氣瓶，因Cl₂中混有的HCl與Al反應生成H₂，H₂與Cl₂混合加熱時會發生爆炸；
（6）氯化鋁178℃時升華，D中A1Cl₃蒸氣遇冷固化堵塞氣體通路，氫氣和空氣混合遇熱易發生爆炸，D中干燥管排出的H₂與空氣混合后遇酒精燈火焰發生爆炸，
故答案為：D中干燥管排出的H₂與空氣混合后遇酒精燈火焰發生爆炸；或“D中A1Cl₃蒸氣遇冷固化堵塞氣體通路”．

點評 本題考查了物質制備的實驗過程分析判斷，物質性質實驗基本操作是解題關鍵，注意裝置和試劑的作用，掌握基礎是關鍵，題目難度中等．