Question

實驗室采用MgCl₂、AlCl₃的混合溶液與過量氨水反應制備MgAl₂O₄二主要流程如下:

(1)制備MgAl₂O₄過程中，高溫焙燒時發生反應的化學方程式                           。

(2)如圖所示，過濾操作中的一處錯誤是                 。

判斷流程中沉淀是否洗凈所用的試劑是            。高溫焙燒時，用于盛放固體的儀器名稱是            。

(3)在25℃下，向濃度均為0．01 mol・L^-1的MgCl₂和AlCl₃混合溶液中逐滴加入氨水，先生成__________沉淀(填化學式)，生成該沉淀的離子方程式______________（已知25℃時K_sp[Mg(OH)₂]=1.8×10^-11，K_sp[Al(OH)₃]=3×10 ^-34。）

(4)無水AlCl₃(183℃升華)遇潮濕空氣即產生大量白霧，實驗室可用下列裝置制備。

裝置B中盛放飽和NaCl溶液,該裝置的主要作用是          ；F中試劑的作用是           ；用一件儀器裝填適當試劑后也可起到F和G的作用，所裝填的試劑為                 _。

(5)將Mg、Cu組成的1.96g混合物投入過量稀硝酸中，充分反應后，固體完全溶解時收集到還原產物NO氣體0.896L（標準狀況），向反應后的溶液中加入2mol/L的NaOH溶液80mL時金屬離子恰好完全沉淀。則形成沉淀的質量為                        g。

 

Answer 1

【答案】

(1)   2 Al(OH)₃+Mg (OH)₂ = MgAl₂O₄  + 4H₂O   

(2) 漏斗下端尖嘴未緊貼燒杯內壁    AgNO₃溶液(或硝酸酸化的AgNO₃溶液)；坩堝

(3) Al(OH)₃         Al³⁺+ 3NH₃·H₂O＝Al(OH)₃+ 3NH₄⁺

(4) 除去HCl；吸收水蒸氣；堿石灰(或NaOH與CaO混合物)

(5) 4.00g

【解析】

試題分析：（1）根據流程圖可知：制備MgAl₂O₄過程中，高溫焙燒時發生反應的物質為Al(OH)₃和Mg (OH)₂，化學方程式為2 Al(OH)₃+Mg (OH)₂ = MgAl₂O₄  + 4H₂O；

（2）過濾操作的要點是“一貼”、“二低”、“三靠”，該裝置的錯誤是漏斗下端尖嘴未緊貼燒杯內壁；由流程知沉淀表面含有的雜質離子為NH₄⁺和Cl^-，檢驗沉淀是否洗凈，可檢驗最后一次洗滌液是否含有Cl^-，試劑為硝酸酸化的AgNO₃溶液，固體的灼燒應在坩堝中進行；

（3）根據25℃時K_sp[Mg(OH)₂]=1.8×10^-11，K_sp[Al(OH)₃]=3×10 ^-34，當Mg²⁺和Al³⁺濃度均為0．01 mol・L^-1時，生成Mg(OH)₂沉淀時所需OH^-最小濃度大于生成Al(OH)₃沉淀時所需OH^-最小濃度，故先生成Al(OH)₃沉淀，離子方程式為Al³⁺+ 3NH₃·H₂O＝Al(OH)₃+ 3NH₄⁺

（4）本實驗的目的是制備無水AlCl₃。結合題給裝置圖可知實驗原理為：2Al+3Cl₂2AlCl₃，題給信息“無水AlCl₃(183℃升華)遇潮濕空氣即產生大量白霧”，所以制備過程要防止水蒸氣的干擾。裝置圖中A為氯氣的發生裝置，B用來除去氯氣中的氯化氫，應加飽和NaCl溶液，C中盛放濃硫酸除氯氣中的水蒸氣，F裝置中盛濃硫酸用于防止外界空氣中的水蒸氣進入反應裝置，G為氯氣尾氣處理裝置，F和G裝置可用一個裝有堿石灰的干燥管或U形管來代替；

（5）該小題屬于計算題。分析題意知：在反應過程中Mg和Cu均失兩個電子生成Mg²⁺和Cu²⁺，Mg²⁺和Cu²⁺都與兩個OH^-反應生成Mg（OH）₂和Cu（OH）₂，即Mg和Cu失電子的物質的量和結合OH^-的物質的量相等，又HNO3被還原為NO，生成1molNO得3mol電子。現收集到還原產物NO氣體0.896L（標準狀況），0.04mol,則得電子的物質的量為0.12mol，根據上述分析和電子守恒得Mg²⁺和Cu²⁺結合OH^-的物質的量為0.12mol,其質量為2.04g,根據質量守恒定律知生成Mg（OH）₂和Cu（OH）₂沉淀的質量為4.00g。

考點：以無機工藝流程為載體考查化學方程式的書寫、化學實驗和相關計算