Question

10．利用废铝箔（主要成分为Al、少量的Fe、Si等）既可制取有机合成催化剂AlBr₃又可制取净水剂硫酸铝晶体[A1₂（SO₄）₃•18H₂O]．
Ⅰ．实验室制取无色的无水AlBr₃（熔点：97.5℃，沸点：263.3～265℃）可用如图1所示装置，主要实验步骤如下：
步骤l：将铝箔剪碎，用CCl₄浸泡片刻，干燥，然后投入到烧瓶6中．
步骤2：从导管口7导入氮气，同时打开导管口l和4放空，一段时间后关闭导管口7和1；导管口4接装有P₂O₅的干燥管．
步骤3：从滴液漏斗滴入一定量的液溴于烧瓶6中，并保证烧瓶中铝过剩．
步骤4：加热烧瓶6，回流一定时间．
步骤5：将氮气的流动方向改为从导管口4到导管口l．将装有P₂O₅的干燥管与导管口1连接，将烧瓶6加热至270℃左右，使溴化铝蒸馏进入收集器2．
步骤6：蒸馏完毕时，在继续通入氮气的情况下，将收集器2从3处拆下，并立即封闭3处．
（1）步骤l中，铝箔用CCl₄浸泡的目的是除去铝箔表面的油脂等有机物．
（2）步骤2操作中，通氮气的目的是排出装置中含有水蒸气的空气．
（3）步骤3中，该实验要保证烧瓶6中铝箔过剩，其目的是保证溴完全反应，防止溴过量混入溴化铝中．
（4）步骤4依据何种现象判断可以停止回流操作5的管中回流液呈无色（或烧瓶6中物质呈无色）．
（5）步骤5需打开导管口l和4，并从4通入N₂的目的是将AlBr₃蒸气导入装置2中并冷凝．
Ⅱ．某课外小组的同学拟用废铝箔制取硫酸铝晶体，已知铝的物种类别与溶液pH关系如图2所示．实验中可选用的试剂：①处理过的铝箔；②2.0mol•L^-1硫酸；③2.0mol•L^-1NaOH溶液．
（6）由铝箔制备硫酸铝晶体的实验步骤依次为：
①称取一定质量的铝箔于烧杯中，分次加入2.0mol•L^-1NaOH溶液，加热至不再产生气泡为止．
②过滤．    ③滤液用2.0mol/L硫酸在不断搅拌下调到pH4-10左右．
④过滤、洗涤．    ⑤沉淀中不断加入2.0mol/L硫酸，至恰好溶解．
⑥蒸发浓缩． ⑦冷却结晶．  ⑧过滤、洗涤、干燥．

Answer 1

分析 I．（1）铝箔表面会有油污，根据相似相溶原理知，有机溶质易溶于有机溶剂；
（2）溴化铝易水解生成氢氧化铝和HBr；
（3）如果溴过量，溴易混入溴化铝中；
（4）当5的管中回流液呈无色或烧瓶6中物质呈无色，说明可以停止回流；
（5）将溴化铝蒸汽导入装置2中并冷凝得到溴化铝；
II．（6）③根据图片知，pH在4-10时生成氢氧化铝沉淀；
⑥从溶液中获得晶体采用加热浓缩、冷却结晶的方法．

解答 解：I．（1）铝箔表面易沾有油脂，油脂属于有机物，根据相似相溶原理知，有机溶质易溶于有机溶剂，所以用四氯化碳除去铝箔表面的油脂，
故答案为：除去铝箔表面的油脂等有机物；
（2）溴化铝易水解生成氢氧化铝和HBr，为防止溴化物在空气中的水蒸气中水解，用氮气将装置中空气（含水蒸气）排出，
故答案为：排出装置中含有水蒸气的空气；
（3）如果溴过量，溴易混入溴化铝中，所以为保证液溴完全反应，该实验要保证烧瓶中铝箔过剩，
故答案为：保证溴完全反应，防止溴过量混入溴化铝中；
（4）当5的管中回流液呈无色或烧瓶6中物质呈无色，说明溴恰好完全反应，则可以停止回流，
故答案为：5的管中回流液呈无色（或烧瓶6中物质呈无色）；
（5）步骤5需打开导管口l和4，利用压强差将溴化铝蒸汽导入装置2并冷凝得到溴化铝，
故答案为：将AlBr₃蒸气导入装置2中并冷凝；
II．（6）③根据图片知，pH在4-10时生成氢氧化铝沉淀，所以该步骤是向溶液中滴加稀硫酸并调节溶液pH为4-10，从而得到氢氧化铝沉淀，
故答案为：滤液用2.0mol/L硫酸在不断搅拌下调到pH4-10左右；
⑥沉淀中不断加入2.0mol/L硫酸，至恰好溶解，从溶液中获得晶体采用加热浓缩、冷却结晶的方法，所以该操作为蒸发浓缩，故答案为：沉淀中不断加入2.0mol/L硫酸，至恰好溶解．

点评 本题考查AlBr₃、硫酸铝制备实验方案设计，侧重考查学生制备、操作等基本能力，明确实验原理是解本题关键，题目难度中等．