Question

某化学兴趣小组将下列装置按一定顺序连接后，在实验室中制取氯气并以氯气为原料制取无水FeCl₃．已知FeCl₃易潮解．

请回答下列问题：
（1）装置A中发生反应的离子方程式为

 

．
（2）各装置的正确连接顺序为（填装置的代号）A→

 

→

 

→

 

→D．E装置的作用是

 

．
（3）B中反应开始前，需排除装置中的空气，应采取的方法是

 

．
（4）小明认为连接后的整套装置仍存在明显的缺点．为较好完成实验，则必须采取的改进措施是

 

．
（5）在实验中使用20mL12mol?L^-1的浓盐酸与足量的MnO₂反应，但生成Cl₂总小于0． 06mol．试分析可能存在的原因：①

 

；②HCl的挥发．

Answer 1

分析：（1）烧瓶A中反应4HCl（浓）+MnO₂

△   .

MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O，反应本质为MnO₂和氯离子在酸性条件下发生氧化还原反应；
（2）制备氯气中含有氯化氢和水蒸气，应先除氯化氢，后干燥，最后吸收尾气中未反应的氯气．氯化氢极易溶于饱和食盐水而氯气不易溶于水；
（3）先点A处酒精灯，使制取的Cl₂排尽装置内的空气，防止铁被空气中氧气氧化；
（4）FeCl₃易吸水潮解；
（5）盐酸变稀后与二氧化锰不再反应．

解答：解：（1）烧瓶A中反应4HCl（浓）+MnO₂

△   .

MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O，反应本质为MnO₂和氯离子发生氧化还原反应，所以离子反应方程式为MnO₂+4H⁺+2Cl^-

△   .

Mn²⁺+Cl₂↑+2H₂O，故答案为：MnO₂+4H⁺+2Cl^-

△   .

Mn²⁺+Cl₂↑+2H₂O；
（2）制备氯气中含有氯化氢和水蒸气，除去氯化氢气体用饱和食盐水，除去水蒸气用浓硫酸，应先除氯化氢，后干燥，最后吸收尾气中未反应的氯气，防止污染空气，所以装置顺序为A→E→C→B→D，
浓盐酸有挥发性，所以氯气中含有氯化氢气体，氯化氢极易溶于水，氯气能溶于水，且与水反应，Cl₂+H₂O=H⁺+Cl^-+HClO，装置E中是饱和食盐水中的氯离子抑制氯气的溶解，降低氯气的溶解度，所以可用饱和食盐水除去氯气中混有的氯化氢气体，
故答案为：E；C；B；吸收氯气中的氯化氢气体；
（3）A处是制取氯气，B处是氯气和铁反应，所以先点A处酒精灯，使制取的Cl₂排尽装置内的空气，防止铁被空气中氧气氧化，
故答案为：先点A处酒精灯，看到黄绿色气体充满装置B中，再加热装置B的反应管；
（4）已知FeCl₃易吸水潮解，故需要在B和D之间连一个干燥装置，故答案为：在B和D之间连一个干燥装置；
（5）若20mL12mol?L^-1的浓盐酸完全反应生成Cl₂0.06mol，但盐酸变稀后与二氧化锰不再反应，故生成Cl₂总小于0.06mol，故答案为：盐酸变稀后与二氧化锰不再反应．

点评：本题以制取氯化铁粉末为载体，考查对实验方案设计评价，关键理清实验原理和目的及各装置的作用．题目综合性较强，题目难度中等．