Question

1．實(shí)驗(yàn)室采用MgCl₂、AlCl₃的混合溶液與過(guò)量氨水反應(yīng)制備MgAl₂O₄，主要流程如下：

（1）寫(xiě)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溶液，高溫焙燒時(shí)，用于盛放固體的儀器名稱是坩堝．
無(wú)水AlCl₃（183℃升華）遇潮濕空氣即產(chǎn)生大量白霧，實(shí)驗(yàn)室可用下列裝置制備如圖1．

（3）①其中裝置A用來(lái)制備氯氣，寫(xiě)出其離子反應(yīng)方程式：MnO₂+4H⁺+2Cl^-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Mn²⁺+Cl₂↑+2H₂O．
②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．
③F中試劑是濃硫酸．
④G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(huì)因鹽酸濃度下降而停止．為測(cè)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(shí)驗(yàn)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(cè)量生成的H₂體積．繼而進(jìn)行下列判斷和實(shí)驗(yàn)：
①初步判定：甲方案不可行，理由是硝酸銀不僅和過(guò)量的鹽酸反應(yīng)，也會(huì)和氯化錳反應(yīng)生成沉淀．
②進(jìn)行乙方案實(shí)驗(yàn)：裝置如圖2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(kāi)始時(shí)反應(yīng)放熱，后來(lái)溫度降低，氣體體積減�。ㄅ懦齼x器和實(shí)驗(yàn)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(biāo)況下為336mL，這說(shuō)明當(dāng)鹽酸的濃度小于3mol/L時(shí)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(yàn)；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(wú)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；
①加熱條件下，MnO₂和濃鹽酸反應(yīng)生成Cl₂、氯化錳和水；
②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；　
③濃硫酸具有吸水性，常作干燥劑；
④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（ⅰ）反應(yīng)完畢后，氣體體積減小，氫氣不易溶于水，說(shuō)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(jì)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(yàn)，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(wú)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；
①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，故答案為：MnO₂+4H⁺+2Cl^-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Mn²⁺+Cl₂↑+2H₂O；
②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，故答案為：除去混在氯氣中的氯化氫；　
③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，故答案為：濃硫酸；
④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：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(jì)算鹽酸的量，故答案為：硝酸銀不僅和過(guò)量的鹽酸反應(yīng)，也會(huì)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(shuō)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(kāi)始時(shí)反應(yīng)放熱，后來(lái)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(diǎn)評(píng) 本題考查物質(zhì)制備實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)，為高頻考點(diǎn)，涉及物質(zhì)的量的有關(guān)計(jì)算、氣體制備、物質(zhì)制備、離子反應(yīng)等知識(shí)點(diǎn)，明確實(shí)驗(yàn)原理及物質(zhì)性質(zhì)是解本題關(guān)鍵，知道圖1中各個(gè)裝置的作用，易錯(cuò)點(diǎn)是（4）②題．