Question

欲制無水氯化鋁并保存備用．現有儀器如下圖所示，并有濃鹽酸、水、固體燒堿、鋁粉、二氧化錳、濃硫酸、堿石灰（主要成分為CaO，NaOH）、食鹽固體等八種試劑．
設計的制取過程是：制氯氣→凈化和干燥氯氣→制氯化鋁
查資料得知：無水AlCl₃極易與水作用而變質：AlCl₃易升華

請回答下列問題：
（1）從上列儀器中選取必須的幾種，連接成一個制無水氯化鋁的連續裝置，按前后順序填寫圖的編號（可以重復使用）．
儀器編號______、______、______、______、______、______．
（2）寫出實驗過程中有關反應的化學方程式（任意2個）．____________．
（3）以上連接裝置中最后連接④的作用是____________．

Answer 1

解：（1）根據題意知，先制取氯氣，制取氯氣所用的藥品的狀態是固體和液體，條件是加熱，所以選③；制取氯氣所用的濃鹽酸具有揮發性，濃鹽酸中的水在加熱條件下生成水蒸氣，所以制取的氯氣中含有氯化氫和水蒸氣，要想制取純凈、干燥的氯氣，必須除去氯化氫和水蒸氣，所以要進行凈化和干燥氯氣，所以選⑦、⑤；制取的純凈、干燥的氯氣和鋁反應，條件是加熱，且必須有進氣口和出氣口，所以②；因為AlCl₃易升華，所以選取一個緩沖裝置使其變成固態易保存，故選⑤；氯氣有毒，污染空氣，所以不能直接排空，又因為空氣中有水蒸汽，無水AlCl₃極易與水作用而變質，所以選取盛放堿石灰的干燥管，所以選④．
故答案為：③；⑦；⑤；②；⑤；④；
（2）發生的反應有：制取氯氣的反應，制取氯化鋁的反應，尾氣處理的反應．
故答案為：MnO₂+4HCl（濃）MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O；2Al+3Cl₂2AlCl₃ 或 Cl₂+2NaOH═NaCl+NaClO+H₂O；
（3）氯氣有毒，污染空氣，所以不能直接排空，又因為空氣中有水蒸汽，無水AlCl₃極易與水作用而變質，所以選取盛放堿石灰的干燥管；所以堿石灰的作用是 吸收過量的Cl₂；防止空氣中的水蒸氣進入試管中使AlCl₃變質．
故答案為：吸收過量的Cl₂；防止空氣中的水蒸氣進入試管中使AlCl₃變質．
分析：（1）根據設計制取過程選擇儀器裝置；
（2）根據設計的制取過程制氯氣→凈化和干燥氯氣→制氯化鋁，寫出相應的反應方程式；
（3）根據氯化鋁的性質及反應后多余的氣體判斷其作用．
點評：注意以下幾點：
1、濃鹽酸和二氧化錳反應，而稀鹽酸和二氧化錳不反應；
2、堿石灰能干燥堿性氣體，不能干燥酸性氣體；
3、制取氣體 的發生裝置要根據反應物的狀態、反應條件選擇．