Question

【題目】Ⅰ. 無水氯化鋁是白色晶體，易吸收水分，在178℃升華，裝有無水氯化鋁的試劑瓶久置于潮濕空氣中，會自動爆炸并產生大量白霧．氯化鋁常作為有機合成和石油工業的催化劑，并用于處理潤滑油等．工業上由金屬鋁和氯氣作用或由無水氯化氫氣體與熔融金屬鋁作用制得．

某課外興趣小組在實驗室中，通過下圖裝置制取少量純凈的無水氯化鋁．

（1）A裝置中發生反應的離子方程式為_____________________________；

（2）B、C裝置中應盛放的試劑分別為______、______；

（3）從A裝置導出的氣體若不經過B、C裝置而直接進入D管，對實驗產生的不良后果是___．

（4）F裝置所起的作用______．

Ⅱ. 有一無色溶液，其中可能含有Fe3+、Al3+、Fe2+、Mg2+、Cu2+、NH4+、K+、CO32﹣、SO42﹣等離子的幾種，為分析其成分，取此溶液分別進行了四個實驗，其操作和有關現象如下圖1所示：

（1）在原溶液中一定存在的離子有______；

（2）第③實驗中，若取原溶液100mL，滴加NaOH溶液的物質的量濃度為0.5molL﹣1 ，且生成沉淀的量與加入NaOH 的量如圖2所示，則該溶液中所含陽離子的濃度為_____molL﹣1．

Answer 1

【答案】 MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2 ↑+2H2O 飽和食鹽水 濃硫酸　； 爆炸（未經除去的氯化氫和水蒸氣隨氯氣進入D中和鋁能反應生成氫氣，氫氣和氯氣混合會發生爆炸　氯化鋁遇水蒸氣會自動爆炸）． 吸收多余的氯氣，防止污染環境；防止空氣中的水蒸氣進入 Al3+、Mg2+、SO42﹣ c（Al3+）=0.5 molL-1；c（Mg2+）=0.2 molL-1

【解析】Ⅰ.（1）濃鹽酸和二氧化錳在加熱條件下能發生氧化還原反應生成氯化錳、氯氣、水，反應的離子方程式為MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2 ↑+2H2O；（2）濃鹽酸具有揮發性，所以混合氣體中含有氯化氫，氯化氫極易溶于水，氯氣難溶于飽和食鹽水，所以選飽和食鹽水除去氯化氫；因題中要求制取純凈的無水AlCl3，所以要除去氯氣中混有的水蒸氣，且不引進新的雜質、氯氣也和該物質不反應，所以選濃硫酸；（3）因濃鹽酸具有揮發性，反應生成物中有水，在加熱條件下變成水蒸汽，所以混合氣體中的成分是氯化氫、水蒸氣、氯氣；氯化氫和鋁能反應生成氫氣，氫氣和氯氣混合會發生爆炸；（4）氯氣有毒，污染環境，所以不能排空；堿石灰的成分是氧化鈣和氫氧化鈉，氯氣和氧化鈣、氫氧化鈉能反應達到，所以可用堿石灰處理尾氣；空氣中有水蒸氣，堿石灰還能吸收水蒸氣，所以可作干燥劑；

Ⅱ. （1）根據題干信息“無色溶液”可以判定，一定沒有有色離子：Fe3+、Fe2+、Cu2+；由①焰色反應可知一定沒有K+；②中加稀鹽酸和氯化鋇溶液仍有沉淀，可知一定存在SO42﹣；③可以推斷一定含有Mg2+。由于Mg2+和 CO32- 不能共存，所以一定沒有 CO32-；④中得到無色無味的氣體，可以判定一定沒有NH4+； 綜合以上分析，一定存在的離子為Al3+、Mg2+、SO42﹣； （2）由圖中信息，加入VmL0.5molL-1NaOH溶液，沉淀達到最多，再滴加100mLNaOH溶液后，沉淀部分溶解，可知0.07mol沉淀為Mg（OH）2和Al（OH）3的混物，其中c（Al3+）=c（OH-）=0.5mol/L×0.1L=0.05mol，故c（Al3+）=0.05mol÷0.1L=0.5 molL-1；根據n[Mg(OH)2]+n[Al(OH)3]=0.07mol，可以得到n[Mg(OH)2]=0.02mol，c（Mg2+）=0.02mol÷0.01L=0.2 molL-1。