Question

無水氯化鋁是有機化工常用催化劑，其外觀為白色固體，178℃時升華，極易潮解，遇水后會發熱并產生白霧。實驗室用如下裝置制備少量無水氯化鋁，其反應原理為： 2Al+ 6HCl(g) → 2A1Cl₃ + 3H₂。

完成下列填空：
（1）寫出燒瓶中（B處）發生反應的化學方程式：_____________
（2）C中盛有的試劑為_____。進行實驗時應先點燃_____(選填“B”或“D”）處酒精燈。
（3）用粗短導管連接D、E的目的是_______ (選填序號)。
a．防堵塞    b．防倒吸   c．平衡氣壓   d．冷凝回流
E瓶的作用是_______。
（4）F中盛有堿石灰，其目的是_______(選填序號)。
a．吸收HCl    b．吸收Cl₂     c．吸收CO₂    d．吸收H₂O
（5）將D中固體改為市售氯化鋁（AlCl₃·6H₂O)也能進行無水氯化鋁的制備，此時通入HCl氣體的目的是_______。若實驗條件控制不當，最終得到的物質是堿式氯化鋁[化學式為Al₂(OH)_nCl_(6-n)]，且質量是原市售氯化鋁的40%，則可推算n的值為_______。
（6）有人建議將上述裝置A、B中的試劑改為濃鹽酸和二氧化錳，其余裝置和試劑均不變， 也能制備無水AlCl₃。事實證明這樣做比較危險，請簡述理由_______

Answer 1

（1）NaCl + H₂SO₄(濃)NaHSO₄ + HCl↑；
（2）濃硫酸，B；
（3）a；使AlCl₃冷凝、收集AlCl₃；
（4）ad；
（5）抑制AlCl₃水解；4；
（6）制得的Cl₂中混有HCl，與Al反應生成H₂，H₂與Cl₂混合加熱時會發生爆炸

試題分析：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）實驗室一般用濃硫酸和NaCl制備HCl氣體。
（2）干燥HCl氣體用濃硫酸。試驗時，應先點燃B處酒精燈，使HCl氣體充滿裝置，再加熱D處，防止Al與空氣中的O₂反應。
（3）AlCl₃升華后，易冷凝，若用細導管容易被堵塞。E瓶的作用是將AlCl₃冷凝、收集。
（4）F中的堿石灰，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E瓶，使AlCl₃水解。
（5）若用AlCl₃·6H₂O制備無水AlCl₃，通入HCl是為了防止AlCl₃水解。所得堿式氯化鋁是原市售氯化鋁質量的40%，則可知AlCl₃·6H₂O轉化為Al₂(OH)_nCl_(6-n)后，相對原子質量是原來的40%，即，代入各原子的相對原子質量，可得n=4。
（6）二氧化錳和濃鹽酸反應生成的Cl₂中含有HCl，Al與HCl反應會生成H₂，H₂、Cl₂混合加熱容易發生爆炸。