Question

实验室采用MgCl₂、AlCl₃的混合溶液与过量氨水反应制备MgAl₂O₄二主要流程如下:

⑴制备MgAl₂O₄过程中，高温焙烧时发生反应的化学方程式                         。

⑵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                       。

⑶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。）

⑷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                    。

⑸将Mg、Cu组成的3.92g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1.792L（标准状况），向反应后的溶液中加入4mol/L的NaOH溶液80mL时金属离子恰好完全沉淀。则形成沉淀的质量为                g。

Answer

(1） 2 Al(OH)3+Mg (OH)2MgAl2O4 + 4H2O

(2）漏斗下端尖嘴未紧贴烧杯内壁 AgNO3溶液(或硝酸酸化的AgNO3溶液)；坩埚

(3）Al(OH)3 Al3++ 3NH3·H2O＝Al(OH)3↓+ 3NH4+

(4）除去HCl；吸收水蒸气；碱石灰(或NaOH与CaO混合物)

(5）8.00

【解析】

试题分析：（1）向MgCl2、AlCl3的混合溶液中加入过量的氨水，发生反应：MgCl2+ 2NH3·H2O＝Mg(OH)2↓+ 2NH4Cl；AlCl3+ 3NH3·H2O＝Al(OH)3↓+ 3NH4Cl；然后把Al(OH)3、Mg (OH)2沉淀过滤出来，并洗涤干净、干燥，最后高温灼烧发生反应2Al(OH)3+Mg (OH)2MgAl2O4 + 4H2O。即得到要制备MgAl2O4。⑵在如图所示的过滤操作中的错误是漏斗下端尖嘴未紧贴烧杯内壁。由于沉淀是从金属氯化物中过滤出来的，所以要判断流程中沉淀是否洗净的方法就是用硝酸酸化的AgNO3溶液来检验是否含有Cl-即可。高温焙烧时，要用坩埚来盛放固体物质。⑶Mg2+形成沉淀需要的；而Al3+形成沉淀需要的<4.242×10-5。需要的OH-的浓度越小，越容易形成沉淀。因此首先形成的是Al(OH)3沉淀。（4）装置B中盛放饱和NaCl溶液,该装置的主要作用是除去氯气中杂质气体HCl，同时减小氯气的溶解。由于无水AlCl3(183℃升华)遇潮湿空气即产生大量白雾，所以在F中试剂的作用是吸收水蒸气，防止无水AlCl3水解。用干燥管装填碱石灰也可起到F和G的作用。⑸Mg、Cu与硝酸发生反应变为Mg2+、Al3+时失去的电子的物质的量与HNO3得到电子的物质的量相等。而当向反应后的溶液中加入NaOH溶液金属离子恰好完全沉淀时增加的质量就是OH-的质量，其物质的量就等于Mg2+、Al3+时失去的电子的物质的量。根据等量关系可得。n(NO)= 1.792L÷22.4L/mol=0.08mol.所以n(e-)=0.08mol×3=0.24mol. 故形成沉淀的质量为3.92g＋0.24mol×17g/mol=8.00g。

考点：考查物质的制备、混合物的分离、仪器的选择与使用、气体的制取、杂质的除去、沉淀形成的先后顺序、守恒法在化学计算中的应用的知识。