Question

【題目】（題文）無水AlCl3可用作有機合成的催化劑、食品膨松劑等。

已知:①AlCl3、FeCl3分別在183 ℃、315 ℃時升華；②無水AlCl3遇潮濕空氣變質。

Ⅰ. 實驗室可用下列裝置制備無水AlCl3。

（1）組裝好儀器后，首先應_____________，具體操作為_____________________

（2）裝置 B中盛放飽和NaCl溶液，該裝置的主要作用是__________________。裝置C中盛放的試劑是________________。裝置F中試劑的作用是__________。若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_______

（3）將所制得的無水AlCl3配制溶液時需加入鹽酸的目的是_________

Ⅱ. 工業上可由鋁土礦(主要成分是Al2O3和Fe2O3)和焦炭制備,流程如下:

（1）氯化爐中Al2O3、Cl2和焦炭在高溫下發生反應的化學方程式為___________________

（2）700 ℃時,升華器中物質充分反應后降溫實現FeCl3和AlCl3的分離。溫度范圍應為_______

a.低于183 ℃ b.介于183 ℃和315 ℃之間 c.高于315 ℃

（3）樣品(含少量FeCl3)中AlCl3含量可通過下列操作測得(部分物質略去)。

計算該樣品中AlCl3的質量分數________(結果用m、n表示,不必化簡)。

Answer 1

【答案】檢查裝置氣密性關閉裝置A中分液漏斗的活塞，向G中加入蒸餾水沒過導管，微熱A，一段時間后若G中有氣泡冒出，停止加熱后導管內有水柱，則氣密性良好；除HCl濃硫酸吸收水，防止無水AlCl3遇潮濕空氣變質堿石灰抑制鋁離子水解Al2O3+3Cl2+3C2AlCl3+3COb×100%或×100%

【解析】

I.（1）此實驗中有氣體的參與，因此實驗之前首先檢驗裝置的氣密性；檢驗氣密性的方法，一般采用加熱法和液差法兩種；（2）利用題中信息，可以完成；（3）從水解的應用角度進行分析；II.（1）根據流程的目的，焦炭在高溫下轉化成CO，然后根據化合價升降法進行配平；（2）利用AlCl3和FeCl3升華的溫度，進行分析；（3）根據元素守恒進行計算。

I.（1）裝置A制備氯氣，因此需要檢驗裝置的氣密性，本實驗的氣密性的檢驗方法是：關閉裝置A中分液漏斗的活塞，向G中加入蒸餾水沒過導管，微熱A，一段時間后若G中有氣泡冒出，停止加熱后導管內有水柱，則氣密性良好；（2）A中制備的氯氣中混有HCl和H2O，HCl能與Al發生反應，AlCl3遇水易變質，因此必須除去HCl和H2O，裝置B的作用是除去氯氣中的HCl，裝置C的作用是除去水蒸氣，即盛放的是濃硫酸。因為AlCl3遇水易變質，因此裝置F的作用是防止G中水蒸氣進去E裝置，使AlCl3變質；氯氣有毒，需要吸收尾氣，因此裝置G的作用是吸收多余的氯氣，防止污染空氣，如果G和F改為一個裝置，應用干燥管，盛放試劑為堿石灰；（3）AlCl3屬于強酸弱堿鹽，Al3＋發生水解：Al3＋＋3H2OAl(OH)3＋3H＋，加入鹽酸的目的是抑制Al3＋的水解；II.（1）流程的目的是制備AlCl3，因此氯化爐中得到產物是AlCl3，焦炭在高溫下，生成CO，因此反應方程式為Al2O3+3Cl2+3C2AlCl3+3CO；（2）AlCl3、FeCl3分別在183 ℃、315 ℃時升華，因此進行分離，需要控制溫度在183℃到315℃之間，故選項b正確；（3）根據鋁元素守恒，AlCl3的物質的量為n×2/102mol，則AlCl3的質量為133.5×2×n/102g，即AlCl3的質量分數為×100%或×100%。