Question

2．無水FeCl₃呈棕紅色，極易潮解，1OO℃左右時升華，工業上常用作有機合成催化劑．實驗室可用下列裝置（夾持儀器略去）制備并收集無水FeCl₃．

請回答：
（1）裝置A中反應的離子方程式為4H⁺+2Cl^-+MnO₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Mn²⁺+2H₂O+Cl₂↑；
（2）裝置F中所加的試劑為濃硫酸或濃H₂SO₄．
（3）導管b的作用為平衡壓強（或使濃鹽酸順利流下）；
裝置B的作用為除去Cl₂中的HCl氣體、判斷實驗過程中導管是否被產品堵塞
（4）實驗時應先點燃A處的酒精燈，反應一會兒后，再點燃D處的酒精燈，原因為排盡實驗裝置中的空氣
（5）反應結束后，拆卸裝置前，必須進行的操作是打開活塞a，通入空氣把裝置內殘留的Cl₂排出，保證吸收更徹底
（6）為檢驗所得產品中是否含有FeCl₂，可進行如下實驗：取E中收集的產物少許，加水溶解，向所得溶液中加入一種試劑，該試劑為③ （填序號）．
①Fe粉    ②KSCN溶液③酸性KMnO₄溶液    ④NaOH溶液．

Answer 1

分析 根據實驗裝置圖可知，用濃鹽酸與二氧化錳反應生成氯氣，氯氣中有氯化氫和水雜質，為制備并收集無水FeCl₃，B裝置中裝飽和食鹽水，除去氯氣中的氯化氫，通過裝置中的長頸漏斗可判斷實驗過程中導管是否被產品堵塞，C裝置中裝濃硫酸干燥氯氣，D裝置中鐵與氯氣反應生成氯化鐵，E裝置收集生成的氯化鐵，實驗尾氣中有氯氣，要用氫氧化鈉溶液吸收，由于無水FeCl₃極易潮解，所以在收集裝置和尾氣吸收裝置之間加一個干燥裝置，防止吸收裝置中的水份與氯化鐵反應，所以F中裝濃硫酸，G中裝氫氧化鈉溶液，實驗時由于裝置中有空氣中的水蒸氣，會與氯化鐵反應，所以要先排除裝置中的空氣，據此答題．

解答 解：根據實驗裝置圖可知，用濃鹽酸與二氧化錳反應生成氯氣，氯氣中有氯化氫和水雜質，為制備并收集無水FeCl₃，B裝置中裝飽和食鹽水，除去氯氣中的氯化氫，通過裝置中的長頸漏斗可判斷實驗過程中導管是否被產品堵塞，C裝置中裝濃硫酸干燥氯氣，D裝置中鐵與氯氣反應生成氯化鐵，E裝置收集生成的氯化鐵，實驗尾氣中有氯氣，要用氫氧化鈉溶液吸收，由于無水FeCl₃極易潮解，所以在收集裝置和尾氣吸收裝置之間加一個干燥裝置，防止吸收裝置中的水份與氯化鐵反應，所以F中裝濃硫酸，G中裝氫氧化鈉溶液，實驗時由于裝置中有空氣中的水蒸氣，會與氯化鐵反應，所以要先排除裝置中的空氣，
（1）加熱條件下，濃鹽酸和二氧化錳反應生成氯化錳、氯氣和水，反應的化學方程式為：4HCl（濃）+MnO₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+2H₂O+Cl₂↑；故離子方程式為：4H⁺+2Cl^-+MnO₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Mn²⁺+2H₂O+Cl₂↑；
故答案為：4HCl（濃）+MnO₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+2H₂O+Cl₂↑；
（2）根據上面的分析可知，裝置F中所加的試劑為濃硫酸或濃H₂SO₄，
故答案為：濃硫酸或濃H₂SO₄；
（3）根據裝置圖可知，導管b的作用為平衡壓強（或使濃鹽酸順利流下），裝置B的作用為除去Cl₂中的HCl氣體，通過裝置中的長頸漏斗可判斷實驗過程中導管是否被產品堵塞，
故答案為：平衡壓強（或使濃鹽酸順利流下）；除去Cl₂中的HCl氣體、判斷實驗過程中導管是否被產品堵塞；
（4）根據上面的分析可知，實驗時應先排盡實驗裝置中的空氣，所以實驗時應先點燃A處的酒精燈，反應一會兒后，再點燃D處的酒精燈，
故答案為：排盡實驗裝置中的空氣；
（5）為減少氯氣對空氣的污染，反應結束后，拆卸裝置前，必須進行的操作是打開活塞a，通入空氣把裝置內殘留的Cl₂排出，保證吸收更徹底（，
故答案為：打開活塞a，通入空氣把裝置內殘留的Cl₂排出，保證吸收更徹底（；
（6）為檢驗所得產品中是否含有FeCl₂，可進行如下實驗：取E中收集的產物少許，加水溶解，向所得溶液中加入一酸性KMnO₄溶液，若酸性KMnO₄溶液褪色，則說明有FeCl₂，反之則沒有，
故選③．

點評 本題以氯化鐵的制備為背景，考查了氯氣的制備和性質的檢驗，解題關鍵理在于明確實驗原理和目的及各裝置的作用，題目難度中等．