Question

10．工业上，向500-600℃的铁屑中通入氯气生产无水氯化铁（氯化铁遇水能反应）；向炽热铁屑中通入氯化氢生产无水氯化亚铁．现用如图所示的装置模拟上述过程进行试验．

回答下列问题：
（1）检验该装置气密性的方法关闭分液漏斗的活塞，D总导气管插入水中，用酒精灯微热烧瓶，D中导气管口有气泡冒出，停止加热后，导气管内有一段上升的水柱，证明装置的气密性良好
（2）制取无水氯化铁的实验中，A中反应的化学方程式为：MnO₂+4HCl（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+2H₂O+Cl₂↑
①该反应的氧化剂为MnO₂，氧化产物为Cl₂；HCl的作用为酸性和还原性．
②该装置制取氯化铁时，存在两点明显缺陷，你的改进方法是在A和B之间加一个装有饱和食盐水的洗气瓶；在C和D之间加一个盛有浓硫酸的洗气瓶．
③装置D中反应的离子方程式Cl₂+2OH^-=Cl^-+ClO^-+H₂O．
（3）制取无水氯化亚铁的实验中，装置A用来制取HCl．若仍用D的装置进行尾气处理，存在的问题是发生倒吸、可燃性气体氢气不能被吸收．

Answer 1

分析 （1）依据装置中气体压强变化来判断气密性；
（2）①分析反应中元素化合价变化，所含元素化合价降低的反应物为氧化剂；所含元素化合价升高的元素，为还原剂，还原剂对应氧化产物，依据氯元素在反应中化合价变化判断盐酸的性质；
②依据浓盐酸易挥发，制取的氯气中含有氯化氢，应先除去氯气中氯化氢；依据无水氯化铁（氯化铁遇水能反应），应设置干燥装置，防止D中的水蒸气进入C；
③氯气与NaOH溶液反应生成NaCl、NaClO和水；
（3）制取无水氯化亚铁，需要HCl气体，尾气的成分是剩余HCl和生成的氢气，HCl极易溶解于水，氢气不能溶于水，据此解答即可．

解答 解：（1）检验该装置气密性的方法：关闭分液漏斗的活塞，D总导气管插入水中，用酒精灯微热烧瓶，D中导气管口有气泡冒出，停止加热后，导气管内有一段上升的水柱，证明装置的气密性良好；
故答案为：关闭分液漏斗的活塞，D总导气管插入水中，用酒精灯微热烧瓶，D中导气管口有气泡冒出，停止加热后，导气管内有一段上升的水柱，证明装置的气密性良好；
（2）①MnO₂+4HCl（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+2H₂O+Cl₂↑，反应中二氧化锰中的锰元素化合价降低，所以二氧化锰为氧化剂，氯化氢中氯元素部分化合价升高到氯气中的0价，部分氯元素化合价不变，所以盐酸在反应中表现为酸性和还原性，对应产物氯气为氧化产物；
故答案为：MnO₂；Cl₂；酸性和还原性；
②浓盐酸易挥发，制取的氯气中含有氯化氢，应先除去氯气中氯化氢，所以应在A和B之间加一个装有饱和食盐水的洗气瓶除去氯化氢；
无水氯化铁（氯化铁遇水能反应），防止D中的水蒸气进入C，应在C和D之间加一个盛有浓硫酸的洗气瓶；
故答案为：在A和B之间加一个装有饱和食盐水的洗气瓶；在C和D之间加一个盛有浓硫酸的洗气瓶；
③氯气和氢氧化钠溶液反应生成氯化钠、次氯酸钠和水，离子方程式：Cl₂+2OH^-=Cl^-+ClO^-+H₂O；
（3）制取无水氯化亚铁，需要HCl气体，故A装置制取的是HCl，反应方程式为：Fe+2HCl$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$FeCl₂+H₂，故尾气的成分为未反应的HCl和生成的氢气，由于HCl极易溶于水，故若仍然采用D装置进行尾气处理，很容易造成倒吸，且氢气不溶于水，不利于氢气的吸收，氢气易燃，造成安全隐患，
故答案为：HCl；发生倒吸；可燃性气体H₂不能被吸收．

点评 本题以氯化铁以及氯化亚铁的制取为载体，考查的是实验室中氯气的制取方法、常见尾气的处理方法，明确氯气制备原理和性质是解题关键，题目难度中等．