Question

無水氯化鋁是白色晶體，易吸收水分，在178℃升華．裝有無水氯化鋁的試劑瓶久置潮濕空氣中，會自動爆炸并產生大量白霧．氯化鋁常作為有機合成和石油化工的催化劑，并用于處理潤滑油等．工業上由金屬鋁和氯氣作用或由無水氯化氫氣體與熔融金屬鋁作用而制得．

某課外興趣小組在實驗室里，通過下圖裝置制取少量純凈的無水氯化鋁．

(1)開始實驗時，不能先點燃A裝置的酒精燈，后打開分液漏斗的活塞，將適量濃硫酸注入燒瓶里，其理由是________．

(2)A裝置中發生反應的化學方程式為________．

(3)在E處可收集到純凈的氯化鋁，其原因是________．

(4)從A裝置導出的氣體若不經過B、C裝置而直接進入D管，將對實驗產生不良的后果是________．

(5)F裝置所起的作用有________．

(6)無水氯化鋁在潮濕空氣中會產生大量白霧，有關反應的化學方程式為________．

Answer 1

答案：
解析：

(1)防止燒瓶受熱不均勻而破裂 　　(2)2H2SO4(濃)＋2NaCl＋MnO2Na2SO4＋MnSO4＋Cl2↑＋2H2O 　　(3)生成的AlCl3受熱升華，在E處凝結析出 　　(4)未經除去的HCl和水蒸氣隨Cl2一同進入D管，與鋁反應生成H2，H2與Cl2混合物受熱可能爆炸，水蒸氣與AlCl3作用也可能爆炸 　　(5)吸收尾氣中未反應的Cl2，以免污染空氣；還能起干燥作用，防止外部空氣中的水蒸氣進入D管，使AlCl3水解 　　(6)AlCl3＋3H2OAl(OH)3＋3HCl↑

提示：

本題提供了若干有關無水氯化鋁生成、性質和用途的新信息，旨在考查運用這些信息并提取相關的已有知識分析、說明實驗原理、實驗裝置及實驗操作的能力． 　　本題(2)、(6)涉及實驗的化學反應原理，其中MnO2、NaCl、濃硫酸共熱，不難從實驗室制HCl和Cl2的知識作出判斷．無水氯化鋁在潮濕空氣中會產生大量白霧，在題給新信息中，只是提供了類似的實驗現象，其反應原理只能從AlCl3的水解去認識． 　　本題另外的4個小題涉及實驗操作或實驗裝置問題，應該結合具體的實驗環境，特別是從起始裝置中的反應物和合成反應應該保持無水等條件加以認識． 　　例如，MnO2、NaCl跟濃硫酸共熱，應能產生Cl2和HCl，同時不免在氣體中帶有水蒸氣，HCl若跟Al反應，在生成AlCl3的同時產生H2，H2與Cl2以及空氣的混合物受熱可能爆炸，水蒸氣則會與無水AlCl3作用影響AlCl3的產率并可能爆炸．又如，F中的堿石灰將能吸收未反應的Cl2防止污染空氣，且可防止無水AlCl3接觸潮濕的空氣而水解． 　　解答本題的關鍵是篩選、提取有用信息的能力和綜合能力． 　　從反應原理看，MnO2、NaCl、濃硫酸共熱，首先NaCl與濃硫酸反應產生HCl，進而MnO2氧化HCl產生Cl2，綜合這兩個反應，最終產物應為Na2SO4、MnSO4、H2O與Cl2，據此可寫出總反應的化學方程式．“無水氯化鋁在潮濕空氣中，會產生大量白霧”，抓住“無水”和“潮濕”，明確其反應必為AlCl3與H2O的反應，再結合產生大量白霧，斷定生成HCl在潮濕空氣中形成酸霧，可判定發生了AlCl3的水解，且該水解反應可進行完全． 　　從實驗裝置和操作看，每一局部問題應該放在整套裝置及其功能的大背景綜合去考慮．例如，在D管中，氯氣接觸鋁箔生成AlCl3，題給信息已明確“無水氯化鋁易吸收水分，在178℃升華”，可斷定生成的無水氯化鋁蒸氣應隨氣流進至E，又因冷卻而凝結成無水AlCl3晶體粉末．同時，Cl2與Al的反應屬于氣體與固體在加熱條件下的反應，在此套裝置的條件下不可能反應充分，尾氣中必有未反應的氯氣，F中的堿石灰顯然有吸收Cl2防止污染的功能，以及防止外部潮濕空氣進入裝置，避免AlCl3水解的功能．