Question

14．無水三氯化鐵是有機合成的催化劑，為棕黃色固體，易潮解產(chǎn)生白霧，200℃左右時升華．實驗室可用氯氣與鐵反應制備無水三氯化鐵，下圖是甲組學生設計的制備裝置．

（1）儀器A的名稱是圓底燒瓶；裝置B的作用是除去Cl₂中的HCl
（2）裝置D中發(fā)生反應的化學方程式為2Fe+3Cl₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$3FeCl₃；裝置D可觀察到的現(xiàn)象是玻璃管中產(chǎn)生棕黃色的煙，鐵粉逐漸減少
（3）裝置D與E之間不用玻璃導氣管連接，原因是若用玻璃導管，F(xiàn)eCl₃易在導管口冷凝造成堵塞； 點燃裝置D處酒精燈的時機是待D裝置的玻璃管內充滿黃綠色氣體時，才點燃酒精燈．
（4）裝置F的作用是吸收尾氣防止空氣污染；可能發(fā)生的反應有Cl₂+2OH^-=Cl^-+ClO^-+H₂O（用兩個離子方程式表示）．
（5）與甲組設計對比，乙組同學去掉了裝置C．實驗時無論怎樣改變鐵粉的用量，裝置D中都有少量的固體殘留．乙組同學對殘留固體的成分作如下兩種推測：Ⅰ可能是氯化鐵；Ⅱ可能是Fe₃O₄，其依據(jù)是（用化學方程式表示）3Fe+4H₂O（g）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Fe₃O₄+4H₂，驗證該推測的實驗方法是取少量固體，用鐵絲靠近，若發(fā)生吸引，則推測成立．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)裝置圖判斷；氯氣在飽和食鹽水中溶解度很小，HCl易溶；
（2）在加熱條件下，F(xiàn)e與氯氣反應生成三氯化鐵；三氯化鐵為棕黃色固體；
（3）FeCl₃冷卻凝結為固體，會造成堵塞；先排除裝置中的空氣再加熱；
（4）氯氣為有毒氣體，用氫氧化鈉溶液吸收；
（5）沒有用濃硫酸干燥，會有水蒸氣，水蒸氣與Fe會反應生成四氧化三鐵；四氧化三鐵有磁性．

解答 解：（1）由裝置圖可知，儀器A的名稱是圓底燒瓶；制備的氣體先通過飽和食鹽水，氯氣在飽和食鹽水中溶解度很小，HCl易溶，所以飽和食鹽水用于除去Cl₂中的HCl；
故答案為：圓底燒瓶；除去Cl₂中的HCl；
（2）裝置D中，在加熱條件下，F(xiàn)e與氯氣反應生成三氯化鐵，其反應的方程式為：2Fe+3Cl₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$3FeCl₃；反應生成的三氯化鐵為棕黃色固體，所以裝置D可觀察到的現(xiàn)象是玻璃管中產(chǎn)生棕黃色的煙，鐵粉逐漸減少；
故答案為：2Fe+3Cl₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$3FeCl₃；玻璃管中產(chǎn)生棕黃色的煙，鐵粉逐漸減少；
（3）玻璃導管的體積較小，若用玻璃導管，F(xiàn)eCl₃冷卻凝結為固體，F(xiàn)eCl₃易在導管口冷凝造成堵塞；裝置中的空氣在加熱條件下能與Fe反應生成四氧化三鐵，所以應該先排除裝置中的空氣再加熱，即待D裝置的玻璃管內充滿黃綠色氣體時，才點燃酒精燈；
故答案為：若用玻璃導管，F(xiàn)eCl₃易在導管口冷凝造成堵塞；待D裝置的玻璃管內充滿黃綠色氣體時，才點燃酒精燈；
（4）氯氣為有毒氣體會污染空氣，要進行尾氣處理，所以用氫氧化鈉溶液吸收，反應的離子方程式為：Cl₂+2OH^-=Cl^-+ClO^-+H₂O；
故答案為：吸收尾氣防止空氣污染；Cl₂+2OH^-=Cl^-+ClO^-+H₂O；
（5）沒有用濃硫酸干燥，氯氣中含有水蒸氣，在加熱條件下，水蒸氣與Fe會反應生成四氧化三鐵，所以II可能是Fe₃O₄；其反應方程式為：3Fe+4H₂O（g）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Fe₃O₄+4H₂；四氧化三鐵有磁性，若要檢驗是否有四氧化三鐵可以用鐵絲，其操作為取少量固體，用鐵絲靠近，若發(fā)生吸引，則推測成立；
故答案為：Fe₃O₄；3Fe+4H₂O（g）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Fe₃O₄+4H₂；取少量固體，用鐵絲靠近，若發(fā)生吸引，則推測成立．

點評 本題考查了制備方案的設計，題目難度中等，設計實驗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等知識，明確實驗目的為解答關鍵，注意掌握制備方案的設計方法，試題培養(yǎng)了學生的化學實驗能力．