Question

無水氯化亞鐵用于制造鐵系催化劑、印染的媒染劑和染料還原劑，還可用于冶金、醫藥、照相等行業。一實驗小組模仿工業方法制取氯化亞鐵，設計裝置如下

通過查閱相關資料可知：
①在持續高溫500℃時，鐵與純凈、干燥Cl₂反應可生成FeCl₂，在溫度較低時可生成FeCl₃；
②FeCl₃熔沸點低，易升華。
根據以上信息回答相關的問題
（1）abc儀器組合成制取氯氣的裝置，反應無需加熱，請寫出a容器內所發生的化學反應方程式                         。
（2）d、e盛裝的藥品分別是         和          ，f、g的作用是             。
（3）反應器為硬質玻璃管，純凈鐵粉與氯氣在500℃左右反應。
①化學反應方程式為                                    
②實驗操作順序是：組裝儀器、               、裝入藥品、                   、               、停止加熱、關閉c的活塞。
（4）實驗小組記錄的實驗現象如下：

	觀察到的部分現象
第一次實驗	反應器中有白霧、紅色固體、g瓶有白霧和黃綠色氣體
第二次實驗	反應器中有綠色晶體，g瓶有紅棕色的煙和黃綠色氣體
第三次實驗	反應器中有綠色晶體，g瓶有黃綠色氣體

 
①第一次實驗，發現e瓶沒有盛裝任何藥品，所以得到紅色固體，其原因是         。
②第二次實驗，g瓶有紅棕色的煙，其原因是                      。
（5）第三次實驗得到的固體，最可能含有微量雜質是                  ，如果需要配制約2～3mol/L的染料還原劑溶液，則無需除去，理由是                       。

Answer 1

（1）2KMnO₄+16HCl=2KCl+2MnCl₂+5Cl₂↑+8H₂O （用次氯酸鹽也可）
（2）飽和食鹽水、濃硫酸 安全、防止倒吸    
（3） ①Fe+Cl₂ FeCl₂ ②檢驗裝置的氣密性、先加熱、 再打開c的活塞   
（4）①氯氣沒有干燥，生成的鹽發生水解，生成了氫氧化物，最終分解得到三氧化二鐵
②加熱時溫度沒有維持至500℃左右，在溫度較低時生成了氯化鐵，由于氯化鐵熔沸點低，受熱時變成氣體進入在g瓶中
（5）鐵單質 鐵單質可以防止Fe²⁺被氧化

試題分析：在實驗室中在常溫下一般用高錳酸鉀溶液和濃鹽酸發生反應來制取氯氣。反應的方程式為：2KMnO₄+16HCl=2KCl+2MnCl₂+5Cl₂↑+8H₂O。（2）由于濃HCl有揮發性，而且反應是在溶液中制取的，所以氯氣中含有雜質HCl和水蒸氣。在d裝置中用飽和的食鹽水來除去HCl；在裝置e盛裝有濃硫酸來對氯氣進行干燥。f、g的作用是作為安全瓶來防止倒吸現象的發生。（3）①純凈鐵粉與氯氣在500℃左右反應制取FeCl₂。化學反應方程式為Fe+Cl₂FeCl₂。②有氣體參加的反應或制取氣體的反應，在實驗前一定要先檢查裝置的氣密性，然后再進行實驗。實驗操作順序是：組裝儀器、檢驗裝置的氣密性、活塞、裝入藥品、先加熱、再打開c的活塞、停止加熱、關閉c的活塞。（4）①第一次實驗，發現e瓶沒有盛裝任何藥品，則氯氣沒有干燥，生成的鹽發生水解，首先生成了氫氧化亞鐵，在空氣中被氧化為氫氧化鐵，在灼燒時發生分解反應，最終得到紅棕色的三氧化二鐵。②第二次實驗，加熱時溫度沒有維持至500℃左右，在溫度較低時生成了氯化鐵，由于氯化鐵熔沸點低，受熱時變成氣體進入在g瓶中，使g瓶有紅棕色的煙。（5）第三次實驗得到的固體，最可能含有微量雜質是金屬Fe的單質。如果需要配制約2～3mol/L的染料還原劑溶液，由于Fe2+容易被空氣中的氧氣氧化，而鐵單質可以防止Fe²⁺被氧化，因此該雜質無需除去。

考點：