Question

（14分）实验室采用MgCl₂、AlCl₃的混合溶液与过量氨水反应制备MgAl₂O₄，主要流程如下：

（1）制备MgAl₂O₄过程中，高温焙烧时发生反应的化学方程式                        。
（2）如图所示，过滤操作中的一处错误是            。判断流程中沉淀是否洗净所用的试剂是                    。高温焙烧时，用于盛放固体的仪器名称是             。

（3）在25℃下，向浓度均为0.01 mol·L^-1的MgCl₂和AlCl₃混合溶液中逐滴 加入氨水，先生成           沉淀（填化学式），生成该沉淀的离子方程式                         （已知25℃时K_sp［Mg（OH）₂］＝1.8×10^-11，K_sp［Al（OH）₃］＝3×10^-34。）
（4）无水AlCl₃(183℃升华)遇潮湿空气即产生大量白雾，实验室可用下列装置制备。

装置B中盛放饱和NaCl溶液，该装置的主要作用是                          ；F中试剂的作用是                        ；用一件仪器装填适当试剂后也可起到F和G的作用，所装填的试剂为             。
（5）将Mg、Cu组成的1.96g混合物投入过量稀硝酸中，充分反应后，固体完全溶解时收集到还原产物NO气体0.896L（标准状况），向反应后的溶液中加入2 mol/L的NaOH溶液80 mL时金属离子恰好完全沉淀。则形成沉淀的质量为         g。

Answer 1

（14分）（1）2Al（OH）₃ + Mg（OH）₂  MgAl₂O₄ + 4H₂O（2分）
（2）漏斗下端尖嘴未紧贴烧杯内壁（1分）AgNO₃溶液（1分）坩埚（1分）
（3）Al(OH)₃（1分）  Al³⁺+3NH₃·H₂O＝Al（OH）₃↓+3NH₄⁺ （2分）
（4）除去HCl（1分）；吸收水蒸气（1分） 碱石灰（2分）
（5）4.00（2分）

试题分析：（1）MgCl₂、AlCl₃的混合溶液与氨水反应生成氢氧化镁和氢氧化铝沉淀，经过滤、洗涤、干燥后高温焙烧生成MgAl₂O₄，所以该反应的反应物是氢氧化镁和氢氧化铝，产物是MgAl₂O₄和水，化学方程式为2Al（OH）₃ + Mg（OH）₂  MgAl₂O₄ + 4H₂O；
（2）过滤存在中符合“一贴二低三靠”过滤操作中的一处错误是漏斗下端尖嘴未紧贴烧杯内壁；氯化镁与氯化铝在与氨水反应生成沉淀时，沉淀上易附着有氯离子，检验氯离子所用的试剂是硝酸银溶液；高温焙烧时，用于盛放固体的仪器是坩埚；
（3）已知25℃时K_sp［Mg（OH）₂］＝1.8×10^-11>K_sp［Al（OH）₃］＝3×10^-34。所以先生成溶解度小的沉淀Al(OH)₃;生成Al(OH)₃沉淀的离子方程式为Al³⁺+3NH₃·H₂O＝Al（OH）₃↓+3NH₄⁺
（4）因为无水AlCl₃遇潮湿空气即产生大量白雾，所以制备氯化铝时要求氯气是干燥的，而且浓盐酸易挥发，挥发的HCl也与Al反应，所以需除去HCl，装置B中盛放饱和NaCl溶液，目的就是除去氯气中的HCl；装置C中盛放浓硫酸，目的是干燥氯气；F中也盛放浓硫酸，目的是吸收G中的水蒸气，防止水蒸气进入D中；可用一件仪器装填适当试剂后也可起到F和G的作用，该试剂既能吸收水，还能吸收多余的氯气，所以应该是碱石灰；
（5）Mg、Cu都是2价金属，沉淀的质量也即Mg、Cu的质量加上OH^-的质量。该过程中生成NO气体0.896L（标准状况）物质的量是0.04mol，则Mg、Cu失去电子的物质的量等于NO₃^-得电子的物质的量也等于OH^-的物质的量，即n(OH^-)=0.04mol×3=0.12mol，所以沉淀的质量是1.96g+0.12mol×17g/mol=4g。