Question

【題目】無水三氯化鐵呈棕紅色，易潮解，100℃左右時(shí)升華，冷卻后易凝華。下圖是兩名學(xué)生設(shè)計(jì)的用氯氣與鐵反應(yīng)制備無水三氯化鐵的實(shí)驗(yàn)裝置。左邊的反應(yīng)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(yīng)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(yīng)制取Cl2，制得的Cl2體積總是小于1.12 L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)的原因是______________。

(3)氣體通過裝置C的目的是________________。

(4)D中的反應(yīng)開始前，需進(jìn)行的操作是___________，應(yīng)采取的方法是__________________。

(5)D中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為__________________________________________。

(6)裝置(Ⅰ)的主要缺點(diǎn)是_______________________________________________。

(7)裝置(Ⅱ)中F中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為___________________________。如果選用(Ⅱ)裝置來完成實(shí)驗(yàn)，則必須采取的改進(jìn)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(yīng)的進(jìn)行，濃鹽酸的濃度逐漸減小變?yōu)橄←}酸，反應(yīng)停止 吸收水蒸氣，干燥氯氣 排除裝置中的空氣 B中的反應(yīng)進(jìn)行一段時(shí)間后，看到黃綠色氣體充滿整個(gè)裝置，再開始加熱D 2Fe+3Cl2 2FeCl3 氯化鐵升華后遇冷凝華，導(dǎo)管易被堵塞尾氣排入空氣，會(huì)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(shí)驗(yàn)儀器的特點(diǎn)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(yīng)的規(guī)律判斷，濃鹽酸中氯元素一部分化合價(jià)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(yīng)，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(yīng)生成氯化鐵；
（6）導(dǎo)管易被產(chǎn)品堵塞，有毒氣體應(yīng)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(dǎo)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(shí)驗(yàn)室用氯氣和鐵反應(yīng)制取氯化鐵，所以首先必須制取氯氣，實(shí)驗(yàn)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(yīng)生成氯化錳、氯氣和水，所以B中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)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(jià)的升降，生成了鹽，則濃鹽酸在此反應(yīng)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(yīng)，所以隨著反應(yīng)的進(jìn)行，濃鹽酸的濃度逐漸減小變?yōu)橄←}酸，反應(yīng)停止，故實(shí)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(yīng)的進(jìn)行，濃鹽酸的濃度逐漸減小變?yōu)橄←}酸，反應(yīng)停止；

（3）為達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康模�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(yīng)開始前，需排除裝置中的空氣，防止氧氣和鐵反應(yīng)生成鐵的氧化物而產(chǎn)生雜質(zhì)，所以D中的反應(yīng)開始前，必須排除裝置中的空氣，其方法是B中的反應(yīng)進(jìn)行一段時(shí)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(yīng)進(jìn)行一段時(shí)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(yīng)生成無水氯化鐵的反應(yīng)，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為2Fe+3Cl2 2FeCl3，

故答案為：2Fe+3Cl2 2FeCl3；

（6）導(dǎo)氣管口較小，D裝置中的固體物質(zhì)易堵塞導(dǎo)管口；氯氣是有毒氣體，不能直接排空，否則會(huì)污染環(huán)境，所以應(yīng)該有一個(gè)尾氣處理裝置，

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

（7）該裝置中有尾氣處理裝置，其內(nèi)部發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)為：2NaOH＋Cl2 == NaCl+NaClO+H2O，但尾氣處理裝置中是水溶液，會(huì)導(dǎo)致E中有水蒸氣，會(huì)導(dǎo)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。