Question

4．I．鐵是應用最廣泛的金屬，鐵的鹵化物、氧化物以及高價鐵的含氧酸鹽均為重要化合物．已知氯化鐵是一種重要的化工原料，無水氯化鐵遇潮濕空氣極易吸水生成FeCl₃•nH₂O．

（1）某學習小組用如圖1裝置在實驗室制備無水氯化鐵，請你一起參與該小組的活動．
①裝置A 中儀器 a的名稱是分液漏斗．
②裝置B的作用是除去氯氣中的氯化氫，C 中的試劑濃硫酸．
③實驗開始時先點燃A處酒精燈；裝置 E的作用為阻止外界空氣中的水蒸氣進入D，吸收尾氣．
（2）工業上制備無水氯化鐵的一種工藝流程如下：

①吸收塔中發生反應的離子方程式為2Fe²⁺+Cl₂=2Fe³⁺+2Cl^-
②簡述由FeCl₃•6H₂O晶體得到無水氯化鐵的操作：在HCl氣流中加熱蒸干
II．利用如圖2所示的裝置，可以驗證NH₃和 HCl的有關性質．實驗前a、b、c活塞均關閉．
（1）若要在燒瓶Ⅱ中產生“噴泉”現象，燒瓶Ⅰ中不產生“噴泉”現象，其操作方法是先打開ab活塞，再擠壓膠頭滴管（或先擠壓膠頭滴管，再打開ab活塞）
（2）若先打開a、c 活塞，再擠壓膠頭滴管（假設NH₃不被完全吸收），在燒瓶Ⅱ中可觀察到的現象導管口處出現白煙-．
（3）通過擠壓膠頭滴管和控制活塞的開關，在燒瓶Ⅰ中產生“噴泉”現象，燒瓶Ⅱ中不產生“噴泉”現象，其操作方法是先打開ac活塞，再擠壓膠頭滴管（或先打開a活塞擠壓膠頭滴管，再打開c活塞），片刻后關a活塞，再打開b活塞．

Answer 1

分析 Ⅰ．（1）實驗室制備無水氯化鐵，需要先制取氯氣，用A裝置，根據題意B用于除去氯氣中的氯化氫，C用于干燥氯氣，由于無水氯化鐵遇潮濕空氣極易吸水生成FeCl₃•nH₂O，所以E防止空氣中的水蒸氣進入，同時吸收未反應的氯氣，防止污染空氣．實驗時先點燃A處的酒精燈，使裝置中充滿氯氣，再點燃D出的酒精燈，這樣可以防止鐵與氧氣發生反應；
（2）氯氣與鐵在反應爐中反應生成氯化鐵，尾氣用吸收劑Q處理得到氯化鐵，故Q為氯化亞鐵，氯化鐵溶液蒸發濃縮、冷卻結晶得到氯化鐵晶體，為防止氯化鐵水解，在HCl氣流中加熱蒸干氯化鐵晶體得到氯化鐵；
Ⅱ．（1）若要在燒瓶Ⅱ中產生噴泉，先打開ab活塞，再擠壓膠頭滴管（或先擠壓膠頭滴管，再打開ab活塞），則在Ⅱ中氨氣被水吸收形成負壓；
（2）若先打開a、c 活塞，Ⅰ中氯化氫進入Ⅱ中，氯化氫和氨氣反應生成固體氯化銨；
（3）要在燒瓶Ⅰ中形成噴泉，就要形成負壓：先打開ac活塞，再擠壓膠頭滴管，Ⅰ中氯化氫部分進入Ⅱ中，使Ⅰ中形成負壓，關a活塞，再打開b活塞．

解答 解：Ⅰ．實驗室制備無水氯化鐵，需要先制取氯氣，用A裝置，根據題意B用于除去氯氣中的氯化氫，C用于干燥氯氣，由于無水氯化鐵遇潮濕空氣極易吸水生成FeCl₃•nH₂O，所以E防止空氣中的水蒸氣進入，同時吸收未反應的氯氣，防止污染空氣．實驗時先點燃A處的酒精燈，使裝置中充滿氯氣，再點燃D出的酒精燈，這樣可以防止鐵與氧氣發生反應．
（1）①裝置A 中儀器 a的名稱是：分液漏斗，
故答案為：分液漏斗；
②裝置B的作用是：除去氯氣中的氯化氫，C用于干燥氯氣，C 中的試劑可以為：濃硫酸，
故答案為：除去氯氣中的氯化氫；濃硫酸；
③實驗開始時先點燃A處酒精燈；裝置 E的作用為：阻止外界空氣中的水蒸氣進入D，吸收尾氣，
故答案為：A；阻止外界空氣中的水蒸氣進入D，吸收尾氣；
（2）氯氣與鐵在反應爐中反應生成氯化鐵，尾氣用吸收劑Q處理得到氯化鐵，故Q為氯化亞鐵，氯化鐵溶液蒸發濃縮、冷卻結晶得到氯化鐵晶體，為防止氯化鐵水解，在HCl氣流中加熱蒸干氯化鐵晶體得到氯化鐵．
①吸收塔中發生反應的離子方程式為：2Fe²⁺+Cl₂=2Fe³⁺+2Cl^-，故答案為：2Fe²⁺+Cl₂=2Fe³⁺+2Cl^-；
②FeCl₃•6H₂O晶體得到無水氯化鐵，應防止氯化鐵水，需要在在HCl氣流中加熱蒸干，故答案為：在HCl氣流中加熱蒸干；
Ⅱ（1）若要在燒瓶Ⅱ中產生噴泉，先打開ab活塞，再擠壓膠頭滴管（或先擠壓膠頭滴管，再打開ab活塞），則在Ⅱ中氨氣被水吸收形成負壓，
故答案為：先打開ab活塞，再擠壓膠頭滴管（或先擠壓膠頭滴管，再打開ab活塞）；
（2）若先打開a、c 活塞，Ⅰ中氯化氫進入Ⅱ中，氯化氫和氨氣反應生成固體氯化銨，出現白煙，
故答案為：導管口處出現白煙；
（3）要在燒瓶Ⅰ中形成噴泉，就要形成負壓：先打開ac活塞，再擠壓膠頭滴管，Ⅰ中氯化氫部分進入Ⅱ中，使Ⅰ中形成負壓，關a活塞，再打開b活塞，
故答案為：先打開ac活塞，再擠壓膠頭滴管（或先打開a活塞擠壓膠頭滴管，再打開c活塞），片刻后關a活塞，再打開b活塞．

點評 本題考查制備實驗方案設計、噴泉實驗等，明確原理是解題關鍵，是對學生綜合能力的考查，難度中等．