Question

【題目】無水三氯化鐵呈棕紅色，易潮解，100℃左右時升華，冷卻后易凝華。下圖是兩名學生設計的用氯氣與鐵反應制備無水三氯化鐵的實驗裝置。左邊的反應裝置相同，而右邊的產(chǎn)品收集裝置則不同，分別如(Ⅰ)和(Ⅱ)所示。試回答：

(1)A儀器的名稱是_____________________；

(2)B中反應的離子方程式為______________________；其中濃鹽酸表現(xiàn)出________性；若用含有0.2 mol HCl的濃鹽酸與足量的MnO2反應制取Cl2，制得的Cl2體積總是小于1.12 L(標準狀況)的原因是______________。

(3)氣體通過裝置C的目的是________________。

(4)D中的反應開始前，需進行的操作是___________，應采取的方法是__________________。

(5)D中發(fā)生反應的化學方程式為__________________________________________。

(6)裝置(Ⅰ)的主要缺點是_______________________________________________。

(7)裝置(Ⅱ)中F中發(fā)生反應的化學方程式為___________________________。如果選用(Ⅱ)裝置來完成實驗，則必須采取的改進措施是__________________________。

Answer 1

【答案】(球形)分液漏斗 MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O 酸性和還原性 隨著反應的進行，濃鹽酸的濃度逐漸減小變?yōu)橄←}酸，反應停止 吸收水蒸氣，干燥氯氣 排除裝置中的空氣 B中的反應進行一段時間后，看到黃綠色氣體充滿整個裝置，再開始加熱D 2Fe+3Cl2 2FeCl3 氯化鐵升華后遇冷凝華，導管易被堵塞尾氣排入空氣，會造成環(huán)境污染 2NaOH＋Cl2 == NaCl+NaClO+H2O 在瓶E和F之間連接裝有干燥劑的裝置

【解析】

（1）根據(jù)實驗儀器的特點回答；

（2）B裝置中是濃鹽酸與二氧化錳制備氯氣的發(fā)生裝置；根據(jù)氧化還原反應的規(guī)律判斷，濃鹽酸中氯元素一部分化合價升高，被氧化，做還原劑，另一部分生成鹽氯化錳；且濃鹽酸可以被二氧化錳氧化為氯氣，但稀鹽酸與氯化錳不反應，據(jù)此分析判斷；

（3）濃硫酸具有吸收性，可干燥氯氣；

（4）利用生成的氯氣排出裝置中的空氣來分析；

（5）加熱條件下，氯氣和鐵反應生成氯化鐵；
（6）導管易被產(chǎn)品堵塞，有毒氣體應該有尾氣處理裝置；
（7）F裝置為尾氣處理裝置，氫氧化鈉可吸收氯氣，但該尾氣處理裝置中有水，導致氯化鐵易潮解，據(jù)此分析作答。

（1）根據(jù)圖示信息可知，A儀器的名稱為（球形）分液漏斗，

故答案為：（球形）分液漏斗；

（2）實驗室用氯氣和鐵反應制取氯化鐵，所以首先必須制取氯氣，實驗室常用濃鹽酸和二氧化錳加熱制取氯氣，加熱條件下，濃鹽酸和二氧化錳反應生成氯化錳、氯氣和水，所以B中發(fā)生的化學反應是MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O，可以看出，濃鹽酸一部分氯原子被氧化為氯氣，起還原性作用，另一部分氯原子并沒有參與化合價的升降，生成了鹽，則濃鹽酸在此反應中表現(xiàn)出酸性和還原性。因濃鹽酸具有還原性，稀鹽酸不和二氧化錳反應，所以隨著反應的進行，濃鹽酸的濃度逐漸減小變?yōu)橄←}酸，反應停止，故實際制得的Cl2體積總是小于理論值，

故答案為：MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O；還原性和酸性；隨著反應的進行，濃鹽酸的濃度逐漸減小變?yōu)橄←}酸，反應停止；

（3）為達到實驗目的，需制備無水氯氣，則用濃硫酸吸收氯氣中的水蒸氣，干燥氯氣，

答案為：吸收水蒸氣，干燥氯氣；

（4）D中的反應開始前，需排除裝置中的空氣，防止氧氣和鐵反應生成鐵的氧化物而產(chǎn)生雜質，所以D中的反應開始前，必須排除裝置中的空氣，其方法是B中的反應進行一段時間后，看到黃綠色氣體充滿裝置，再開始加熱D，
故答案為：B中的反應進行一段時間后，看到黃綠色氣體充滿裝置，再開始加熱D；、

（5）D為干燥的氯氣與鐵粉反應生成無水氯化鐵的反應，發(fā)生反應的化學方程式為2Fe+3Cl2 2FeCl3，

故答案為：2Fe+3Cl2 2FeCl3；

（6）導氣管口較小，D裝置中的固體物質易堵塞導管口；氯氣是有毒氣體，不能直接排空，否則會污染環(huán)境，所以應該有一個尾氣處理裝置，

故答案為：氯化鐵升華后遇冷凝華，導管易被堵塞尾氣排入空氣，會造成環(huán)境污染

（7）該裝置中有尾氣處理裝置，其內部發(fā)生的化學反應為：2NaOH＋Cl2 == NaCl+NaClO+H2O，但尾氣處理裝置中是水溶液，會導致E中有水蒸氣，會導致氯化鐵產(chǎn)品易潮解，所以為防止氯化鐵潮解，在瓶E和F之間連接裝有干燥劑的裝置，

故答案為：2NaOH＋Cl2 == NaCl+NaClO+H2O；在瓶E和F之間連接裝有干燥劑的裝置。