Question

17．實(shí)驗(yàn)室可用氯氣和金屬鐵反應(yīng)制備無(wú)水三氯化鐵，該化合物呈紅棕色、易與水發(fā)生較劇烈的化學(xué)反應(yīng)，100度左右時(shí)易升華．如圖是兩個(gè)學(xué)生設(shè)計(jì)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1、2所示．

（1）寫出B中制取Cl₂的反應(yīng)化學(xué)方程式MnO₂+4HCl（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O．
（2）當(dāng)D中有充滿黃綠色氣體現(xiàn)象時(shí)再點(diǎn)燃D處酒精燈的比較合適．
（3）裝置1 和裝置2的都有缺點(diǎn)，如果選用2裝置完成實(shí)驗(yàn)，則必須采取的改進(jìn)措施是在E、F之間加入一個(gè)裝有濃硫酸的洗氣瓶．

Answer 1

分析 實(shí)驗(yàn)室用氯氣和金屬鐵反應(yīng)制備無(wú)水三氯化鐵：A為分液漏斗盛放濃鹽酸，B為圓底燒瓶盛放二氧化錳，濃鹽酸和二氧化錳加熱制取氯氣：4HCl（濃）+MnO₂?$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+2H₂O+Cl₂↑，制取的氯氣中含有水蒸氣，C裝置濃硫酸進(jìn)行干燥氯氣，裝置D，在加熱條件下，鐵和氯氣反應(yīng)，反應(yīng)方程式為2Fe+3Cl₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2FeCl₃，制得氯化鐵．
（1）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；
（2）AB處是制取氯氣，D是氯氣和鐵反應(yīng)，所以先點(diǎn)B處酒精燈，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使制取的Cl₂排盡裝置內(nèi)的空氣，防止鐵被空氣中氧氣氧化；
（3）裝置（Ⅰ）的主要缺點(diǎn)是導(dǎo)管易被產(chǎn)品堵塞，有毒氣體應(yīng)該有尾氣處理裝置；裝置（Ⅱ）的主要缺點(diǎn)是：尾氣處理裝置中有水，導(dǎo)致氯化鐵易潮解．

解答 解：（1）濃鹽酸與二氧化錳在加熱條件下生成氯氣、氯化錳和水，化學(xué)方程式為4HCl（濃）+MnO₂?$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+2H₂O+Cl₂↑，
故答案為：4HCl（濃）+MnO₂?$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+2H₂O+Cl₂↑；
（2）D是氯氣和鐵反應(yīng)，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，看到共綠色氣體充滿裝置，再開始加熱D，
故答案為：充滿黃綠色氣體；
（3）裝置（Ⅰ）的主要缺點(diǎn)是：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，裝置（Ⅱ）：裝置中有尾氣處理裝置，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：在E、F之間加入一個(gè)裝有濃硫酸的洗氣瓶．

點(diǎn)評(píng) 本題以氯化鐵的制備為載體，考查了氯氣的制備和性質(zhì)的檢驗(yàn)、實(shí)驗(yàn)裝置的優(yōu)劣分析，解題關(guān)鍵理在于明確實(shí)驗(yàn)原理和目的及各裝置的作用，題目難度中等．