Question

(15分)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接装有五氧化二磷的干燥管。

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6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。将装有五氧化二磷的干燥管与导管口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   。

（2）步骤2操作中，通氮气的目的是    。

（3）步骤3中，该实验要保证烧瓶中铝箔过剩，其目的是    。

（4）铝与液溴反应的化学方程式为    。

（5）步骤4依据何种现象判断可以停止回流操作    。

（6）步骤5需打开导管口l和4，并从4通入N₂的目的是    。

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关系如图所示，实验中可选用的试剂：处理过的铝箔；2.0mol•L^-1NaOH溶液：2.0 mol•L^-1硫酸

（7）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2.0 mol•L^-1NaOH溶液，加热至不再产生气泡为止。

②过滤    ③    ；

④过滤、洗涤  ⑤    ；⑥    ；

⑦冷却结晶；  ⑧过滤、洗涤、干燥。

Answer

I．（1）除去铝箔表面的油脂等有机物；

（2）排出装置中含水蒸气的空气；

（3）保证液溴完全反应，防止溴过量混入AlBr3中；

（4）2Al+3Br22AlBr3；

（5）5的管中回流液呈无色（或烧瓶6中物质呈无色）；

（6）将AlBr3蒸气导入装置2中并冷凝；

II．（7）③滤液用2.0 mol•L-1硫酸在不断搅拌下调到pH4——10左右；

⑤在沉淀中不断加入2.0 mol•L-1硫酸，至沉淀恰好溶解；

⑥蒸发浓缩。

【解析】

试题分析：I．根据题给实验装置和步骤结合相关物质的性质进行作答。（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水蒸气的空气；（3）步骤3中，该实验要保证烧瓶中铝箔过剩，其目的是保证液溴完全反应，防止溴过量混入AlBr3中；（4）铝与液溴反应的化学方程式为2Al+3Br22AlBr3；（5）步骤4中判断反应完全可以停止回流操作的信现象为5的管中回流液呈无色（或烧瓶6中物质呈无色）；（6）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．根据题意知，该小组的同学用废铝箔制取硫酸铝晶体的原理为：处理过的铝箔先与2.0mol•L-1NaOH溶液反应生成偏铝酸钠，加入2.0 mol•L-1硫酸调节pH转化为氢氧化铝沉淀，经过滤、洗涤，在沉淀中不断加入2.0 mol•L-1硫酸，至沉淀恰好溶解得硫酸铝溶液，蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得硫酸铝晶体。由铝箔制备硫酸铝晶体缺少的实验步骤为：③滤液用2.0 mol•L-1硫酸在不断搅拌下调到pH4——10左右；⑤ 在沉淀中不断加入2.0 mol•L-1硫酸，至沉淀恰好溶解；⑥蒸发浓缩。

考点：考查物质的制备实验，铝及其化合物的性质。