Question

无水氯化铝是有机化工常用催化剂，其外观为白色固体，178℃时升华，极易潮解，遇水后会发热并产生白雾。实验室用如下装置制备少量无水氯化铝，其反应原理为：2Al + 6HCl(g) → 2AlCl₃ + 3H₂。
完成下列填空：

（1）写出B处烧瓶中发生反应的化学方程式：_______________________________________。
（2）C中盛有的试剂为__________。进行实验时应先点燃_____（选填“B”或“D”）处酒精灯。
（3） 用粗短导管连接D、E的目的是_________（选填序号）。
a. 防堵塞     b. 防倒吸         c. 平衡气压       d. 冷凝回流
E瓶的作用是_______________________________________________________。
（4）F中盛有碱石灰，其目的是_________（选填序号）。
a. 吸收HCl       b. 吸收Cl₂      c. 吸收CO₂       d. 吸收H₂O
（5）①将D中固体改为市售氯化铝（AlCl₃·6H₂O）也能进行无水氯化铝的制备，此时通入HCl气体的目的是_____________________________________________。
②若实验条件控制不当，最终得到的物质是碱式氯化铝[化学式为Al₂(OH)_nCl_(6-n)]，且质量是原市售氯化铝的40%，则可推算n的值为_______。
（6）有人建议将上述装置A、B中的试剂改为浓盐酸和二氧化锰，其余装置和试剂均不变，也能制备无水AlCl₃。事实证明这样做比较危险，请简述理由 _________________________。

Answer 1

（本题共12分）（1） NaCl + H₂SO₄(浓) NaHSO₄ + HCl↑（1分，写强热亦可，产物为Na₂SO₄）；  （2）浓硫酸（1分），B（1分）；
（3）a（1分）；使AlCl₃冷凝、收集AlCl₃（1分）；
（4）ad（2分）；
（5）①抑制AlCl₃水解（1分）；②4（2分）；
（6）制得的Cl₂中混有HCl，与Al反应生成H₂，H₂与Cl₂混合加热时会发生爆炸（共2分，回答含有HCl得1分，氢氯混合爆炸1分）

解析试题分析：（1）根据氯化铝的制备原理可知，B装置是制备氯化氢的，所以该处反应的化学方程式为NaCl + H₂SO₄(浓) NaHSO₄ + HCl↑。
（2）由于氯化铝极易潮解，遇水后会发热并产生白雾，而生成的氯化氢中一定含有水蒸气，所以C装置的作用是干燥氯化氢，因此C中盛放的试剂是浓硫酸。
（3）由于氯化铝178℃时升华，熔点低，其蒸汽易凝结为固体，所以用粗短导管连接D、E的目的是防止凝结生成的氯化铝固体堵塞导管，答案选a；同理可知E瓶的作用是使AlCl₃冷凝、收集AlCl₃。
（4）反应中氯化氢是过量的，氯化氢是酸性气体，因此碱石灰的作用是吸收氯化氢。又因为AlCl₃极易潮解，遇水后会发热并产生白雾，而空气中含有水蒸气，所以碱石灰的另一个作用是吸收空气中的水蒸气，答案选ad。
（5）①氯化铝是强酸弱碱盐，Al^3＋水解生成氢氧化铝和氯化氢，且水解是吸热的，加热促进水解得不到氯化铝，所以通入氯化氢的目的是抑制AlCl₃水解。
②最终得到的物质是碱式氯化铝[化学式为Al₂(OH)_nCl_(6-n)]，且质量是原市售氯化铝的40%，则根据铝原子守恒可知2×241.5×40%＝267－18.5n，解得n＝4。
（6）由于浓盐酸易挥发，所以制得的Cl₂中混有HCl，而氯化氢与Al反应生成H₂，H₂与Cl₂混合加热时会发生爆炸，因此该方法比较危险。
考点：考查氯化氢、氯化铝制备；气体的除杂、尾气处理；实验方案设计与评价等