Question

9．工業(yè)上，向500-600℃的鐵屑中通入氯氣生產(chǎn)無水氯化鐵；向熾熱鐵屑中通入氯化氫生產(chǎn)無水氯化亞鐵．現(xiàn)用如圖所示的裝置模擬上述過程進(jìn)行試驗(yàn)．回答下列問題：

（1）制取無水氯化鐵的實(shí)驗(yàn)中，A中反應(yīng)的化學(xué)方程式為MnO₂+4HCl（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O，裝置B的作用是除去氯氣中混有的水蒸氣，D中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是Cl₂+2OH^-=Cl^-+ClO^-+H₂O，實(shí)驗(yàn)時，先打開A中分液漏斗活塞讓液體滴入燒瓶中，點(diǎn)燃A處酒精燈，待C中玻璃管全部充滿黃綠色氣體后點(diǎn)燃C處酒精燈，理由是防止加熱時鐵粉與氧氣發(fā)生反應(yīng)．
（2）制取無水氯化亞鐵的實(shí)驗(yàn)中，裝置A用來制取HCl．尾氣的成分是HCl和H₂．若仍用D的裝置進(jìn)行尾氣處理，存在的問題是發(fā)生倒吸、可燃性氣體H₂不能被吸收．
（3）若操作不當(dāng)，制得的FeCl₂ 會含有少量FeCl₃，檢驗(yàn)FeCl₃常用的試劑是KSCN溶液．欲制得純凈的FeCl₂，在實(shí)驗(yàn)操作中應(yīng)先先點(diǎn)燃A處的酒精燈，通入氯化氫（趕盡裝置中的空氣），再點(diǎn)燃C處的酒精燈．

Answer 1

分析 根據(jù)實(shí)驗(yàn)裝置圖可知，實(shí)驗(yàn)室制備無水氯化鐵：A裝置：燒瓶中反應(yīng)MnO₂+4HCl（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O，制取的氯氣中含有水蒸氣，B裝置：容器中裝有濃硫酸，濃硫酸有吸水性，且不和氯氣反應(yīng)，用濃硫酸干燥氯氣；C裝置：氯氣與鐵在加熱條件下生成氯化鐵，反應(yīng)方程式為：2Fe+3Cl₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2FeCl₃，氯氣有毒不能排放到空氣中，D裝置：吸收尾氣氯氣，Cl₂+2NaOH═NaCl+NaClO+H₂O，防止污染空氣．實(shí)驗(yàn)室利用二氧化錳與濃鹽酸加熱反應(yīng)制取氯氣，濃硫酸可以干燥氯氣，
（1）實(shí)驗(yàn)室利用二氧化錳與濃鹽酸加熱反應(yīng)制取氯氣，濃硫酸可以干燥氯氣；D中為尾氣吸收裝置，可用氫氧化鈉溶液吸收氯氣；制氯化鐵時要防止裝置中的空氣與鐵反應(yīng)，所以要用氯氣將裝置中的空氣排盡；
（2）制取無水氯化亞鐵，需要HCl氣體，尾氣的成分是剩余HCl和生成的氫氣，HCl極易溶解于水，氫氣不能溶于水，據(jù)此解答即可；
（3）鐵離子與KSCN溶液，使溶液呈血紅色，據(jù)此可檢驗(yàn)鐵離子的存在，欲制得純凈的FeCl₂，需要用氯化氫排盡裝置中的空氣，所以要先點(diǎn)燃A處的酒精燈排除裝置中的空氣，再點(diǎn)燃C處酒精燈，據(jù)此解答即可．

解答 解：根據(jù)實(shí)驗(yàn)裝置圖可知，實(shí)驗(yàn)室制備無水氯化鐵：A裝置：燒瓶中反應(yīng)MnO₂+4HCl（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O，制取的氯氣中含有水蒸氣，B裝置：容器中裝有濃硫酸，濃硫酸有吸水性，且不和氯氣反應(yīng)，用濃硫酸干燥氯氣；C裝置：氯氣與鐵在加熱條件下生成氯化鐵，反應(yīng)方程式為：2Fe+3Cl₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2FeCl₃，氯氣有毒不能排放到空氣中，D裝置：吸收尾氣氯氣，Cl₂+2NaOH═NaCl+NaClO+H₂O，防止污染空氣．實(shí)驗(yàn)室利用二氧化錳與濃鹽酸加熱反應(yīng)制取氯氣，濃硫酸可以干燥氯氣，
（1）實(shí)驗(yàn)室利用二氧化錳與濃鹽酸加熱反應(yīng)制取氯氣，濃硫酸可以干燥氯氣，反應(yīng)方程式為MnO₂+4HCl（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$ MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O，根據(jù)上面的分析可知，裝置B的作用是除去氯氣中混有的水蒸氣，D中為尾氣吸收裝置，可用氫氧化鈉溶液吸收氯氣，反應(yīng)的離子方程式為Cl₂+2OH^-=Cl^-+ClO^-+H₂O，制氯化鐵時要防止裝置中的空氣與鐵反應(yīng)，要用氯氣將裝置中的空氣排盡，所以實(shí)驗(yàn)時，先打開A中分液漏斗活塞讓液體滴入燒瓶中，點(diǎn)燃A處酒精燈，待C中玻璃管全部充滿黃綠色氣體后點(diǎn)燃C處酒精燈，
故答案為：MnO₂+4HCl（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$ MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O；除去氯氣中混有的水蒸氣；Cl₂+2OH^-=Cl^-+ClO^-+H₂O；防止加熱時鐵粉與氧氣發(fā)生反應(yīng)；
（2）制取無水氯化亞鐵，需要HCl氣體，故A裝置制取的是HCl，反應(yīng)方程式為：Fe+2HCl$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$FeCl₂+H₂，故尾氣的成分為未反應(yīng)的HCl和生成的氫氣，由于HCl極易溶于水，故若仍然采用D裝置進(jìn)行尾氣處理，很容易造成倒吸，且氫氣不溶于水，不利于氫氣的吸收，氫氣易燃，造成安全隱患，
故答案為：HCl；HCl和H₂；發(fā)生倒吸；可燃性氣體H₂不能被吸收；
（3）鐵離子與KSCN溶液，使溶液呈血紅色，所以檢驗(yàn)FeCl₃常用的試劑是KSCN溶液，若要制取純凈的FeCl₂，需先排凈裝置中的空氣，故先點(diǎn)燃A處的酒精燈，通入氯化氫（趕盡裝置中的空氣），再點(diǎn)燃C處的酒精燈，
故答案為：KSCN溶液；先點(diǎn)燃A處的酒精燈，通入氯化氫（趕盡裝置中的空氣）；點(diǎn)燃C處的酒精燈．

點(diǎn)評 本題考查了制備方案的設(shè)計(jì)，題目難度中等，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)室中氯氣的制取方法、常見尾氣的處理方法以及鐵離子的檢驗(yàn)等知識，明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康臑榻獯痍P(guān)鍵，注意掌握制備方案的設(shè)計(jì)方法，試題培養(yǎng)了學(xué)生的化學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Γ?/p>