Question

10．實(shí)驗(yàn)是化學(xué)研究的基礎(chǔ)，某課外活動(dòng)小組設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)制備FeCl₃（FeCl₃遇水易變質(zhì)）．

請(qǐng)回答下列問題：
（1）裝置A中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為MnO₂+4HCl（濃）$\frac{\underline{\;△\;}}{\;}$MnCl₂+2H₂O+Cl₂↑
（2）反應(yīng)過程中（保證MnO₂足量）若加入含有0.2mol HCl的濃鹽酸，充分反應(yīng)后，發(fā)現(xiàn)反應(yīng)產(chǎn)生Cl₂的體積（標(biāo)準(zhǔn)狀況下）小于1.12L，試分析其原因（寫出兩條即可）鹽酸的濃度隨著反應(yīng)的進(jìn)行會(huì)變小，MnO₂與稀鹽酸不再反應(yīng)；加熱時(shí)濃鹽酸因揮發(fā)而損失．
（3）實(shí)驗(yàn)開始時(shí)先檢查裝置氣密性，接下來的操作依次是①③②（用序號(hào)表示）．
①向燒瓶中加入MnO₂粉②加熱    ③向燒瓶中加入濃鹽酸
（4）方框內(nèi)的裝置如圖所示，各裝置按氣流方向的接口順序?yàn)閍→fgdebc或fgdecb→h．

（5）裝置B中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是2Fe+3Cl₂$\frac{\underline{\;△\;}}{\;}$2FeCl₃，裝置E的作用是防止F中的水蒸氣進(jìn)入B中使FeCl₃變質(zhì)，裝置F中反應(yīng)的離子方程式是Cl₂+2OH^-=ClO^-+Cl^-+H₂O．

Answer 1

分析 實(shí)驗(yàn)制備FeCl₃，用濃鹽酸與二氧化錳加熱制氯氣，制得的氯氣中有氯化氫和水雜質(zhì)，用飽和食鹽水除去氯化氫，用濃硫酸干燥氯氣，要先除氯化氫再除水，否則不能除去氯氣中的水，未反應(yīng)的氯氣有毒，不能排放到空氣，所以用氫氧化鈉溶液吸收，由于氯氣與鐵反應(yīng)生成氯化鐵易水解，所以在制氯化鐵的裝置與尾氣吸收裝置之間加一個(gè)裝有濃硫酸的裝置，防止水進(jìn)入制氯化鐵的裝置，
（1）裝置A中發(fā)生反應(yīng)是用濃鹽酸與二氧化錳加熱制氯氣；
（2）二氧化錳能氧化濃鹽酸，但不與稀鹽酸反應(yīng)，濃鹽酸易揮發(fā)；
（3）實(shí)驗(yàn)開始時(shí)先檢查裝置氣密性，然后向燒瓶中加入MnO₂粉，再向燒瓶中加入濃鹽酸，再加熱；
（4）產(chǎn)生的氯氣先除氯化氫，再干燥，再與鐵反應(yīng)，反應(yīng)后尾氣要吸收；
（5）鐵與氯氣反應(yīng)生成氯化鐵，裝置E中裝的是濃硫酸，防止水與氯化鐵反應(yīng)，裝置F中用氫氧化鈉吸收氯氣．

解答 解：實(shí)驗(yàn)制備FeCl₃，用濃鹽酸與二氧化錳加熱制氯氣，制得的氯氣中有氯化氫和水雜質(zhì)，用飽和食鹽水除去氯化氫，用濃硫酸干燥氯氣，要先除氯化氫再除水，否則不能除去氯氣中的水，未反應(yīng)的氯氣有毒，不能排放到空氣，所以用氫氧化鈉溶液吸收，由于氯氣與鐵反應(yīng)生成氯化鐵易水解，所以在制氯化鐵的裝置與尾氣吸收裝置之間加一個(gè)裝有濃硫酸的裝置，防止水進(jìn)入制氯化鐵的裝置，
（1）裝置A中發(fā)生反應(yīng)是用濃鹽酸與二氧化錳加熱制氯氣，反應(yīng)的方程式為MnO₂+4HCl（濃）$\frac{\underline{\;△\;}}{\;}$MnCl₂+2H₂O+Cl₂↑，
故答案為：MnO₂+4HCl（濃）$\frac{\underline{\;△\;}}{\;}$MnCl₂+2H₂O+Cl₂↑；
（2）鹽酸的濃度隨著反應(yīng)的進(jìn)行會(huì)變小，MnO₂與稀鹽酸不再反應(yīng)，同時(shí)加熱時(shí)濃鹽酸因揮發(fā)而損失，所以含有0.2mol HCl的濃鹽酸，充分反應(yīng)后，發(fā)現(xiàn)反應(yīng)產(chǎn)生Cl₂的體積（標(biāo)準(zhǔn)狀況下）小于1.12L，
故答案為：鹽酸的濃度隨著反應(yīng)的進(jìn)行會(huì)變小，MnO₂與稀鹽酸不再反應(yīng)；加熱時(shí)濃鹽酸因揮發(fā)而損失；
（3）實(shí)驗(yàn)開始時(shí)先檢查裝置氣密性，然后向燒瓶中加入MnO₂粉，再向燒瓶中加入濃鹽酸，再加熱，操作依次是①③②，故答案為：①③②；
（4）產(chǎn)生的氯氣先除氯化氫，再干燥，再與鐵反應(yīng)，反應(yīng)后尾氣要吸收，所以裝置連接的順序?yàn)閍fgdebch或afgdecbh，故答案為：fgdebc 或fgdecb；
（5）裝置B中發(fā)生反應(yīng)為鐵與氯氣反應(yīng)生成氯化鐵，反應(yīng)方程式是2Fe+3Cl₂$\frac{\underline{\;△\;}}{\;}$2FeCl₃，裝置E中裝的是濃硫酸，防止F中的水蒸氣進(jìn)入B中使FeCl₃變質(zhì)，裝置F中用氫氧化鈉吸收氯氣，反應(yīng)的離子方程式為Cl₂+2OH^-=ClO^-+Cl^-+H₂O，
故答案為：2Fe+3Cl₂$\frac{\underline{\;△\;}}{\;}$2FeCl₃； 防止F中的水蒸氣進(jìn)入B中使FeCl₃變質(zhì)；Cl₂+2OH^-=ClO^-+Cl^-+H₂O．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了三氯化鐵的制備，涉及裝置的連接、氣體的干燥、反應(yīng)現(xiàn)象的判斷、物質(zhì)的檢驗(yàn)等，考查學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)裝置的理解、物質(zhì)的制備與性質(zhì)，難度中等．