Question

無(wú)水氯化亞鐵用于制造鐵系催化劑、印染的媒染劑和染料還原劑，還可用于冶金、醫(yī)藥、照相等行業(yè)．一實(shí)驗(yàn)小組模仿工業(yè)方法制取氯化亞鐵，設(shè)計(jì)裝置如下

通過(guò)查閱相關(guān)資料可知：
①在持續(xù)高溫500℃時(shí)，鐵與純凈、干燥Cl₂反應(yīng)可生成FeCl₂，在溫度較低時(shí)可生成FeCl₃；
②FeCl₃熔沸點(diǎn)低，易升華．
根據(jù)以上信息回答相關(guān)的問(wèn)題
（1）abc儀器組合成制取氯氣的裝置，反應(yīng)無(wú)需加熱，請(qǐng)寫(xiě)出a容器內(nèi)所發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)方程式

 

．
（2）d、e盛裝的藥品分別是

 

和

 

，f、g的作用是

 

．
（3）反應(yīng)器為硬質(zhì)玻璃管，純凈鐵粉與氯氣在500℃左右反應(yīng)．
①化學(xué)反應(yīng)方程式為

 

．
②實(shí)驗(yàn)操作順序是：組裝儀器、

 

、裝入藥品、

 

、

 

、停止加熱、關(guān)閉c的活塞．
（4）實(shí)驗(yàn)小組記錄的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象如下：

	觀察到的部分現(xiàn)象
第一次實(shí)驗(yàn)	反應(yīng)器中有白霧、紅色固體、g瓶有白霧和黃綠色氣體
第二次實(shí)驗(yàn)	反應(yīng)器中有綠色晶體，g瓶有紅棕色的煙和黃綠色氣體
第三次實(shí)驗(yàn)	反應(yīng)器中有綠色晶體，g瓶有黃綠色氣體

①第一次實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)e瓶沒(méi)有盛裝任何藥品，所以得到紅色固體，其原因是

 

．
②第二次實(shí)驗(yàn)，g瓶有紅棕色的煙，其原因是

 

．
（5）第三次實(shí)驗(yàn)得到的固體，最可能含有微量雜質(zhì)是

 

，如果需要配制約2～3mol/L的染料還原劑溶液，則無(wú)需除去，理由是

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：制備實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)

專題：實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題

分析：（1）在實(shí)驗(yàn)室中在常溫下一般用高錳酸鉀溶液和濃鹽酸發(fā)生反應(yīng)來(lái)制取氯氣；
（2）由于濃HCl有揮發(fā)性，而且反應(yīng)是在溶液中制取的，所以氯氣中含有雜質(zhì)HCl和水蒸氣．在d裝置中用飽和的食鹽水來(lái)除去HCl；在裝置e盛裝有濃硫酸來(lái)對(duì)氯氣進(jìn)行干燥．f、g的作用是作為安全瓶來(lái)防止倒吸現(xiàn)象的發(fā)生；
（3）①純凈鐵粉與氯氣在500℃左右反應(yīng)制取FeCl₂；
②有氣體參加的反應(yīng)或制取氣體的反應(yīng)，在實(shí)驗(yàn)前一定要先檢查裝置的氣密性，然后再進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．實(shí)驗(yàn)操作順序是：組裝儀器、檢驗(yàn)裝置的氣密性、活塞、裝入藥品、先加熱、再打開(kāi)c的活塞、停止加熱、關(guān)閉c的活塞；
（4）①第一次實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)e瓶沒(méi)有盛裝任何藥品，則氯氣沒(méi)有干燥，生成的鹽發(fā)生水解，首先生成了氫氧化亞鐵，在空氣中被氧化為氫氧化鐵，在灼燒時(shí)發(fā)生分解反應(yīng)，最終得到紅棕色的三氧化二鐵；
②第二次實(shí)驗(yàn)，加熱時(shí)溫度沒(méi)有維持至500℃左右，在溫度較低時(shí)生成了氯化鐵，由于氯化鐵熔沸點(diǎn)低，受熱時(shí)變成氣體進(jìn)入在g瓶中，使g瓶有紅棕色的煙；
（5）第三次實(shí)驗(yàn)得到的固體，最可能含有微量雜質(zhì)是金屬Fe的單質(zhì)．如果需要配制約2～3mol/L的染料還原劑溶液，由于Fe²⁺容易被空氣中的氧氣氧化，而鐵單質(zhì)可以防止Fe²⁺被氧化，因此該雜質(zhì)無(wú)需除去．

解答： 解：（1）abc儀器組合成制取氯氣的裝置，反應(yīng)無(wú)需加熱，a容器內(nèi)所發(fā)生的化學(xué)為常溫下一般用高錳酸鉀溶液和濃鹽酸發(fā)生反應(yīng)來(lái)制取氯氣，反應(yīng)方程式：2KMnO₄+16HCl=2KCl+2MnCl₂+5Cl₂↑+8H₂O；
故答案為：2KMnO₄+16HCl=2KCl+2MnCl₂+5Cl₂↑+8H₂O；
（2）由于濃HCl有揮發(fā)性，而且反應(yīng)是在溶液中制取的，所以氯氣中含有雜質(zhì)HCl和水蒸氣．在d裝置中用飽和的食鹽水來(lái)除去HCl；在裝置e盛裝有濃硫酸來(lái)對(duì)氯氣進(jìn)行干燥．f、g的作用是作為安全瓶來(lái)防止倒吸現(xiàn)象的發(fā)生；
故答案為：飽和食鹽水、濃硫酸  安全、防止倒吸；
（3）①純凈鐵粉與氯氣在500℃左右反應(yīng)是氯化亞鐵，反應(yīng)的化學(xué)方程式：Fe+Cl₂ 

△   .

 FeCl₂；
故答案為：Fe+Cl₂ 

△   .

 FeCl₂；
②有氣體參加的反應(yīng)或制取氣體的反應(yīng)，在實(shí)驗(yàn)前一定要先檢查裝置的氣密性，然后再進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．實(shí)驗(yàn)操作順序是：組裝儀器、檢驗(yàn)裝置的氣密性、活塞、裝入藥品、先加熱、再打開(kāi)c的活塞、停止加熱、關(guān)閉c的活塞；
故答案為：檢驗(yàn)裝置的氣密性、先加熱、再打開(kāi)c的活塞；
（4）①第一次實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)e瓶沒(méi)有盛裝任何藥品，則氯氣沒(méi)有干燥，生成的鹽發(fā)生水解，首先生成了氫氧化亞鐵，在空氣中被氧化為氫氧化鐵，在灼燒時(shí)發(fā)生分解反應(yīng)，最終得到紅棕色的三氧化二鐵；
故答案為：氯氣沒(méi)有干燥，生成的鹽發(fā)生水解，生成了氫氧化物，最終分解得到三氧化二鐵；
②第二次實(shí)驗(yàn)，加熱時(shí)溫度沒(méi)有維持至500℃左右，在溫度較低時(shí)生成了氯化鐵，由于氯化鐵熔沸點(diǎn)低，受熱時(shí)變成氣體進(jìn)入在g瓶中，使g瓶有紅棕色的煙；
故答案為：加熱時(shí)溫度沒(méi)有維持至500℃左右，在溫度較低時(shí)生成了氯化鐵，由于氯化鐵熔沸點(diǎn)低，受熱時(shí)變成氣體進(jìn)入在g瓶中；
（5）第三次實(shí)驗(yàn)得到的固體，最可能含有微量雜質(zhì)是金屬Fe的單質(zhì)．如果需要配制約2～3mol/L的染料還原劑溶液，由于Fe²⁺容易被空氣中的氧氣氧化，而鐵單質(zhì)可以防止Fe²⁺被氧化，因此該雜質(zhì)無(wú)需除去；
故答案為：鐵單質(zhì)，鐵單質(zhì)可以防止Fe²⁺被氧化；

點(diǎn)評(píng)：本題考查了物質(zhì)制備實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的分析的，物質(zhì)性質(zhì)的分析應(yīng)用，注意裝置作用和步驟的分析判斷，掌握基礎(chǔ)是關(guān)鍵，題目難度中等．