Question

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

實驗步驟：

①儀器連接完畢后，打開恒壓滴液漏斗活塞，同時通入干燥純凈的N2。

②對管式爐I、管式爐II進行加熱，管式爐I加熱至150℃時開始反應，保持一段時間至置換除水完全再升溫，繼續升溫約至550℃時不再有水蒸氣蒸出。

③對管式爐I繼續升溫至770～800℃之間，至ZnCl2全部升華至管式爐II，停止加熱管式爐I，并關閉恒壓滴液漏斗活塞。

④繼續通N2至尾氣不再顯酸性為止，在N2保護下將升華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。

請回答下列問題：

（1）儀器a的名稱為___，恒壓滴液漏斗的作用為___。

（2）HCl氣體“置換”除水的化學反應方程式為___。

（3）步驟②對管式爐II進行加熱的目的為___。

（4）步驟②、③仍一直通入N2的目的分別為___、___。

（5）如無裝置D，則會導致的后果為___。

Answer 1

【答案】三頸燒瓶 平衡壓強，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中的水蒸氣進入管式爐Ⅱ中，無法收集到無水ZnCl2

【解析】

由圖可知，利用濃硫酸的高沸點、酸性，氯化鈉固體、濃硫酸加熱反應生成HCl，用濃硫酸干燥氯化氫；氯化鋅升華進入管式爐Ⅱ，凝華得到高純度無水氯化鋅，實驗結束時應該先撤去管式爐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部壓強不變，使得恒壓滴液漏斗與三頸燒瓶內壓強相等，使濃硫酸順利滴下；答案：三頸燒瓶；平衡壓強，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反應生成ZnCl2和水，發生反應的化學方程式為Zn(OH)Cl＋HClZnCl2＋H2O；

(3)步驟②對管式爐Ⅱ進行加熱的目的是保證管式爐Ⅰ中生成的水仍以氣態存在，水蒸氣隨HCl和氮氣氣流進入尾氣吸收裝置，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中的水蒸氣進入管式爐Ⅱ，若無裝置D，則無法收集到無水氯化鋅，答案：裝置E中的水蒸氣進入管式爐Ⅱ，無法收集到無水氯化鋅。