Question

無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)．一實驗小組模仿工業(yè)方法制取氯化亞鐵，設計裝置如下

通過查閱相關資料可知：
①在持續(xù)高溫500℃時，鐵與純凈、干燥Cl₂反應可生成FeCl₂，在溫度較低時可生成FeCl₃；
②FeCl₃熔沸點低，易升華．
根據以上信息回答相關的問題
（1）abc儀器組合成制取氯氣的裝置，反應無需加熱，請寫出a容器內所發(fā)生的化學反應方程式

 

．
（2）d、e盛裝的藥品分別是

 

和

 

，f、g的作用是

 

．
（3）反應器為硬質玻璃管，純凈鐵粉與氯氣在500℃左右反應．
①化學反應方程式為

 

．
②實驗操作順序是：組裝儀器、

 

、裝入藥品、

 

、

 

、停止加熱、關閉c的活塞．
（4）實驗小組記錄的實驗現象如下：

	觀察到的部分現象
第一次實驗	反應器中有白霧、紅色固體、g瓶有白霧和黃綠色氣體
第二次實驗	反應器中有綠色晶體，g瓶有紅棕色的煙和黃綠色氣體
第三次實驗	反應器中有綠色晶體，g瓶有黃綠色氣體

①第一次實驗，發(fā)現e瓶沒有盛裝任何藥品，所以得到紅色固體，其原因是

 

．
②第二次實驗，g瓶有紅棕色的煙，其原因是

 

．
（5）第三次實驗得到的固體，最可能含有微量雜質是

 

，如果需要配制約2～3mol/L的染料還原劑溶液，則無需除去，理由是

 

．

Answer 1

考點：制備實驗方案的設計

專題：實驗設計題

分析：（1）在實驗室中在常溫下一般用高錳酸鉀溶液和濃鹽酸發(fā)生反應來制取氯氣；
（2）由于濃HCl有揮發(fā)性，而且反應是在溶液中制取的，所以氯氣中含有雜質HCl和水蒸氣．在d裝置中用飽和的食鹽水來除去HCl；在裝置e盛裝有濃硫酸來對氯氣進行干燥．f、g的作用是作為安全瓶來防止倒吸現象的發(fā)生；
（3）①純凈鐵粉與氯氣在500℃左右反應制取FeCl₂；
②有氣體參加的反應或制取氣體的反應，在實驗前一定要先檢查裝置的氣密性，然后再進行實驗．實驗操作順序是：組裝儀器、檢驗裝置的氣密性、活塞、裝入藥品、先加熱、再打開c的活塞、停止加熱、關閉c的活塞；
（4）①第一次實驗，發(fā)現e瓶沒有盛裝任何藥品，則氯氣沒有干燥，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，在灼燒時發(fā)生分解反應，最終得到紅棕色的三氧化二鐵；
②第二次實驗，加熱時溫度沒有維持至500℃左右，在溫度較低時生成了氯化鐵，由于氯化鐵熔沸點低，受熱時變成氣體進入在g瓶中，使g瓶有紅棕色的煙；
（5）第三次實驗得到的固體，最可能含有微量雜質是金屬Fe的單質．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，而鐵單質可以防止Fe²⁺被氧化，因此該雜質無需除去．

解答： 解：（1）abc儀器組合成制取氯氣的裝置，反應無需加熱，a容器內所發(fā)生的化學為常溫下一般用高錳酸鉀溶液和濃鹽酸發(fā)生反應來制取氯氣，反應方程式：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，而且反應是在溶液中制取的，所以氯氣中含有雜質HCl和水蒸氣．在d裝置中用飽和的食鹽水來除去HCl；在裝置e盛裝有濃硫酸來對氯氣進行干燥．f、g的作用是作為安全瓶來防止倒吸現象的發(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℃左右反應是氯化亞鐵，反應的化學方程式：Fe+Cl₂ 

△   .

 FeCl₂；
故答案為：Fe+Cl₂ 

△   .

 FeCl₂；
②有氣體參加的反應或制取氣體的反應，在實驗前一定要先檢查裝置的氣密性，然后再進行實驗．實驗操作順序是：組裝儀器、檢驗裝置的氣密性、活塞、裝入藥品、先加熱、再打開c的活塞、停止加熱、關閉c的活塞；
故答案為：檢驗裝置的氣密性、先加熱、再打開c的活塞；
（4）①第一次實驗，發(fā)現e瓶沒有盛裝任何藥品，則氯氣沒有干燥，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，在灼燒時發(fā)生分解反應，最終得到紅棕色的三氧化二鐵；
故答案為：氯氣沒有干燥，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第二次實驗，加熱時溫度沒有維持至500℃左右，在溫度較低時生成了氯化鐵，由于氯化鐵熔沸點低，受熱時變成氣體進入在g瓶中，使g瓶有紅棕色的煙；
故答案為：加熱時溫度沒有維持至500℃左右，在溫度較低時生成了氯化鐵，由于氯化鐵熔沸點低，受熱時變成氣體進入在g瓶中；
（5）第三次實驗得到的固體，最可能含有微量雜質是金屬Fe的單質．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，而鐵單質可以防止Fe²⁺被氧化，因此該雜質無需除去；
故答案為：鐵單質，鐵單質可以防止Fe²⁺被氧化；

點評：本題考查了物質制備實驗設計的分析的，物質性質的分析應用，注意裝置作用和步驟的分析判斷，掌握基礎是關鍵，題目難度中等．