Question

(15分)利用廢鋁箔(主要成分為Al、少量的Fe、Si等)既可制取有機(jī)合成催化劑AlBr3又可制取凈水劑硫酸鋁晶體[A12(SO4)3?18H2O]。

I．實(shí)驗(yàn)室制取無色的無水AlBr3(熔點(diǎn)：97.5℃，沸點(diǎn)：263.3～265℃)可用如圖所示裝置，

主要實(shí)驗(yàn)步驟如下：

步驟l．將鋁箔剪碎，用CCl4浸泡片刻，干燥，然后投入到燒瓶6中。

步驟2．從導(dǎo)管口7導(dǎo)入氮?dú)�，同時打開導(dǎo)管口l和4放空，一段時間后關(guān)閉導(dǎo)管口7和1；導(dǎo)管口4接裝有五氧化二磷的干燥管。

步驟3．從滴液漏斗滴入一定量的液溴于燒瓶6中，并保證燒瓶6中鋁過剩。

步驟4．加熱燒瓶6，回流一定時間。

步驟5．將氮?dú)獾牧鲃臃较蚋臑閺膶?dǎo)管口4到導(dǎo)管口l。將裝有五氧化二磷的干燥管與導(dǎo)管口1連接，將燒瓶6加熱至270℃左右，使溴化鋁蒸餾進(jìn)入收集器2。

步驟6．蒸餾完畢時，在繼續(xù)通入氮?dú)獾那闆r下，將收集器2從3處拆下，并立即封閉3處。

（1）步驟l中，鋁箔用CCl4浸泡的目的是 。

（2）步驟2操作中，通氮?dú)獾哪康氖? 。

（3）步驟3中，該實(shí)驗(yàn)要保證燒瓶中鋁箔過剩，其目的是 。

（4）鋁與液溴反應(yīng)的化學(xué)方程式為 。

（5）步驟4依據(jù)何種現(xiàn)象判斷可以停止回流操作 。

（6）步驟5需打開導(dǎo)管口l和4，并從4通入N2的目的是 。

II．某課外小組的同學(xué)擬用廢鋁箔制取硫酸鋁晶體，已知鋁的物種類別與溶液pH關(guān)系如圖所示，實(shí)驗(yàn)中可選用的試劑：處理過的鋁箔；2.0mol?L-1NaOH溶液：2.0 mol?L-1硫酸

（7）由鋁箔制備硫酸鋁晶體的實(shí)驗(yàn)步驟依次為：

①稱取一定質(zhì)量的鋁箔于燒杯中，分次加入2.0 mol?L-1NaOH溶液，加熱至不再產(chǎn)生氣泡為止。

②過濾 ③ ；

④過濾、洗滌 ⑤ ；⑥ ；

⑦冷卻結(jié)晶； ⑧過濾、洗滌、干燥。

Answer 1

I．（1）除去鋁箔表面的油脂等有機(jī)物；

（2）排出裝置中含水蒸氣的空氣；

（3）保證液溴完全反應(yīng)，防止溴過量混入AlBr3中；

（4）2Al+3Br22AlBr3；

（5）5的管中回流液呈無色（或燒瓶6中物質(zhì)呈無色）；

（6）將AlBr3蒸氣導(dǎo)入裝置2中并冷凝；

II．（7）③濾液用2.0 mol?L-1硫酸在不斷攪拌下調(diào)到pH4——10左右；

⑤在沉淀中不斷加入2.0 mol?L-1硫酸，至沉淀恰好溶解；

⑥蒸發(fā)濃縮。

【解析】

試題分析：I．根據(jù)題給實(shí)驗(yàn)裝置和步驟結(jié)合相關(guān)物質(zhì)的性質(zhì)進(jìn)行作答。（1）步驟l中，鋁箔用CCl4浸泡的目的是除去鋁箔表面的油脂等有機(jī)物；（2）步驟2操作中，通氮?dú)獾哪康氖桥懦鲅b置中含水蒸氣的空氣；（3）步驟3中，該實(shí)驗(yàn)要保證燒瓶中鋁箔過剩，其目的是保證液溴完全反應(yīng)，防止溴過量混入AlBr3中；（4）鋁與液溴反應(yīng)的化學(xué)方程式為2Al+3Br22AlBr3；（5）步驟4中判斷反應(yīng)完全可以停止回流操作的信現(xiàn)象為5的管中回流液呈無色（或燒瓶6中物質(zhì)呈無色）；（6）步驟5需打開導(dǎo)管口l和4，并從4通入N2的目的是將AlBr3蒸氣導(dǎo)入裝置2中并冷凝；II．根據(jù)題意知，該小組的同學(xué)用廢鋁箔制取硫酸鋁晶體的原理為：處理過的鋁箔先與2.0mol?L-1NaOH溶液反應(yīng)生成偏鋁酸鈉，加入2.0 mol?L-1硫酸調(diào)節(jié)pH轉(zhuǎn)化為氫氧化鋁沉淀，經(jīng)過濾、洗滌，在沉淀中不斷加入2.0 mol?L-1硫酸，至沉淀恰好溶解得硫酸鋁溶液，蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌、干燥得硫酸鋁晶體。由鋁箔制備硫酸鋁晶體缺少的實(shí)驗(yàn)步驟為：③濾液用2.0 mol?L-1硫酸在不斷攪拌下調(diào)到pH4——10左右；⑤ 在沉淀中不斷加入2.0 mol?L-1硫酸，至沉淀恰好溶解；⑥蒸發(fā)濃縮。

考點(diǎn)：考查物質(zhì)的制備實(shí)驗(yàn)，鋁及其化合物的性質(zhì)。