Question

實驗室可用氯氣與金屬鐵反應制備無水三氯化鐵，該化合物呈棕紅色、易潮解，100 ℃左右時升華。下圖是兩個學生設計的實驗裝置，左邊的反應裝置相同，而右邊的產品收集裝置則不同，分別如(Ⅰ)和(Ⅱ)所示。試回答：

(1)B中反應的化學方程式為_____________________。

(2)D中的反應開始前，需排除裝置中的空氣，應采取的方法是_____________________。

(3)D中反應的化學方程式為_____________________。

(4)裝置(Ⅰ)的主要缺點是_____________________。

(5)裝置(Ⅱ)的主要缺點是_____________________。如果選用此裝置來完成實驗，則必須采取的改進措施是_________________________________。

Answer 1

解析：由題意“制備FeCl₃”可知D管中應是鐵粉，A、B裝置是Cl₂發生裝置，C裝置是干燥Cl₂裝置，要使D管中的空氣排出，最方便的方法是讓產生的Cl₂驅趕空氣，因此D處先不要加熱，待D管中充滿Cl₂后再加熱，以保證Cl₂與Fe反應生成FeCl₃無雜質。由于氯化鐵易升華，因此在D管中的FeCl₃易揮發出，而裝置Ⅰ中導氣管太細，FeCl₃易冷凝而在此堵塞，并且多余的Cl₂不能被濃H₂SO₄吸收，排出的尾氣會污染空氣。在裝置Ⅱ中，由于導氣管直接插入NaOH溶液中，會有水汽揮發，導致FeCl₃潮解。故應在裝置Ⅱ的E、F之間加入一干燥裝置。

答案：(1)MnO₂+4HCl(濃) MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O

(2)在B中的反應進行一段時間后，看到黃綠色氣體充滿裝置，再開始加熱D

(3)2Fe+3Cl₂===2FeCl₃

(4)導管易被產品堵塞；尾氣排入空氣，造成污染

(5)產品易受潮解　在E、F瓶之間連接裝有干燥劑的裝置