Question

【題目】氯化鋅(ZnCl2)可用作有機(jī)合成脫水劑、催化劑、縮合劑等。某實(shí)驗(yàn)小組在實(shí)驗(yàn)室采用HCl氣體“置換”除水與ZnCl2升華相結(jié)合的方法從市售的氯化鋅[含Zn(OH)Cl]制備高純度無(wú)水氯化鋅，裝置如圖所示。

實(shí)驗(yàn)步驟：

①儀器連接完畢后，打開恒壓滴液漏斗活塞，同時(shí)通入干燥純凈的N2。

②對(duì)管式爐I、管式爐II進(jìn)行加熱，管式爐I加熱至150℃時(shí)開始反應(yīng)，保持一段時(shí)間至置換除水完全再升溫，繼續(xù)升溫約至550℃時(shí)不再有水蒸氣蒸出。

③對(duì)管式爐I繼續(xù)升溫至770～800℃之間，至ZnCl2全部升華至管式爐II，停止加熱管式爐I，并關(guān)閉恒壓滴液漏斗活塞。

④繼續(xù)通N2至尾氣不再顯酸性為止，在N2保護(hù)下將升華ZnCl2粉末分裝在已知重量一端封閉的玻璃管中，用焊槍封口，稱重，備用。

請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

（1）儀器a的名稱為___，恒壓滴液漏斗的作用為___。

（2）HCl氣體“置換”除水的化學(xué)反應(yīng)方程式為___。

（3）步驟②對(duì)管式爐II進(jìn)行加熱的目的為___。

（4）步驟②、③仍一直通入N2的目的分別為___、___。

（5）如無(wú)裝置D，則會(huì)導(dǎo)致的后果為___。

Answer 1

【答案】三頸燒瓶 平衡壓強(qiáng)，保證濃硫酸順利滴下 Zn(OH)Cl＋HClZnCl2＋H2O 保證爐Ⅰ中生成的水仍以氣態(tài)存在 帶走爐Ⅰ中生成的水蒸氣 將爐Ⅰ中升華的ZnCl2全部帶至爐Ⅱ中 裝置E中的水蒸氣進(jìn)入管式爐Ⅱ中，無(wú)法收集到無(wú)水ZnCl2

【解析】

由圖可知，利用濃硫酸的高沸點(diǎn)、酸性，氯化鈉固體、濃硫酸加熱反應(yīng)生成HCl，用濃硫酸干燥氯化氫；氯化鋅升華進(jìn)入管式爐Ⅱ，凝華得到高純度無(wú)水氯化鋅，實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)應(yīng)該先撤去管式爐Ⅱ的加熱，再撤去管式爐Ⅰ；D為干燥裝置，防止氯化鋅吸水潮解，E為尾氣處理裝置，避免氯化氫污染空氣。

(1)a為三頸燒瓶，恒壓滴液漏斗可以保證裝置內(nèi)部壓強(qiáng)不變，使得恒壓滴液漏斗與三頸燒瓶?jī)?nèi)壓強(qiáng)相等，使?jié)饬蛩犴樌�滴下；答案：三頸燒瓶；平衡壓強(qiáng)，保證濃硫酸順利滴下；

(2)在加熱條件下裝置D中Zn(OH)Cl和HCl反應(yīng)生成ZnCl2和水，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為Zn(OH)Cl＋HClZnCl2＋H2O；

(3)步驟②對(duì)管式爐Ⅱ進(jìn)行加熱的目的是保證管式爐Ⅰ中生成的水仍以氣態(tài)存在，水蒸氣隨HCl和氮?dú)鈿饬鬟M(jìn)入尾氣吸收裝置，然后將管式爐Ⅰ升至更高的溫度使氯化鋅升華進(jìn)入管式爐Ⅱ的石英管，答案為：保證管式爐Ⅰ的生成的水仍以氣態(tài)存在；

(4)步驟②、③通入N2的作用分別是帶走爐Ⅰ中生成的水蒸氣和帶走升華的ZnCl2氣體使其到達(dá)爐Ⅱ中，答案：帶走爐Ⅰ中生成的水蒸氣；將爐Ⅰ中升華的ZnCl2全部帶至爐Ⅱ中；

(5)裝置D的作用是防止裝置E中的水蒸氣進(jìn)入管式爐Ⅱ，若無(wú)裝置D，則無(wú)法收集到無(wú)水氯化鋅，答案：裝置E中的水蒸氣進(jìn)入管式爐Ⅱ，無(wú)法收集到無(wú)水氯化鋅。