Question

9．工业上，向500-600℃的铁屑中通入氯气生产无水氯化铁；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）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+Cl₂↑+2H₂O，装置B的作用是除去氯气中混有的水蒸气，D中发生反应的离子方程式是Cl₂+2OH^-=Cl^-+ClO^-+H₂O，实验时，先打开A中分液漏斗活塞让液体滴入烧瓶中，点燃A处酒精灯，待C中玻璃管全部充满黄绿色气体后点燃C处酒精灯，理由是防止加热时铁粉与氧气发生反应．
（2）制取无水氯化亚铁的实验中，装置A用来制取HCl．尾气的成分是HCl和H₂．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H₂不能被吸收．
（3）若操作不当，制得的FeCl₂ 会含有少量FeCl₃，检验FeCl₃常用的试剂是KSCN溶液．欲制得纯净的FeCl₂，在实验操作中应先先点燃A处的酒精灯，通入氯化氢（赶尽装置中的空气），再点燃C处的酒精灯．

Answer 1

分析 根据实验装置图可知，实验室制备无水氯化铁：A装置：烧瓶中反应MnO₂+4HCl（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O，制取的氯气中含有水蒸气，B装置：容器中装有浓硫酸，浓硫酸有吸水性，且不和氯气反应，用浓硫酸干燥氯气；C装置：氯气与铁在加热条件下生成氯化铁，反应方程式为：2Fe+3Cl₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2FeCl₃，氯气有毒不能排放到空气中，D装置：吸收尾气氯气，Cl₂+2NaOH═NaCl+NaClO+H₂O，防止污染空气．实验室利用二氧化锰与浓盐酸加热反应制取氯气，浓硫酸可以干燥氯气，
（1）实验室利用二氧化锰与浓盐酸加热反应制取氯气，浓硫酸可以干燥氯气；D中为尾气吸收装置，可用氢氧化钠溶液吸收氯气；制氯化铁时要防止装置中的空气与铁反应，所以要用氯气将装置中的空气排尽；
（2）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；
（3）铁离子与KSCN溶液，使溶液呈血红色，据此可检验铁离子的存在，欲制得纯净的FeCl₂，需要用氯化氢排尽装置中的空气，所以要先点燃A处的酒精灯排除装置中的空气，再点燃C处酒精灯，据此解答即可．

解答 解：根据实验装置图可知，实验室制备无水氯化铁：A装置：烧瓶中反应MnO₂+4HCl（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O，制取的氯气中含有水蒸气，B装置：容器中装有浓硫酸，浓硫酸有吸水性，且不和氯气反应，用浓硫酸干燥氯气；C装置：氯气与铁在加热条件下生成氯化铁，反应方程式为：2Fe+3Cl₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2FeCl₃，氯气有毒不能排放到空气中，D装置：吸收尾气氯气，Cl₂+2NaOH═NaCl+NaClO+H₂O，防止污染空气．实验室利用二氧化锰与浓盐酸加热反应制取氯气，浓硫酸可以干燥氯气，
（1）实验室利用二氧化锰与浓盐酸加热反应制取氯气，浓硫酸可以干燥氯气，反应方程式为MnO₂+4HCl（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$ MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O，根据上面的分析可知，装置B的作用是除去氯气中混有的水蒸气，D中为尾气吸收装置，可用氢氧化钠溶液吸收氯气，反应的离子方程式为Cl₂+2OH^-=Cl^-+ClO^-+H₂O，制氯化铁时要防止装置中的空气与铁反应，要用氯气将装置中的空气排尽，所以实验时，先打开A中分液漏斗活塞让液体滴入烧瓶中，点燃A处酒精灯，待C中玻璃管全部充满黄绿色气体后点燃C处酒精灯，
故答案为：MnO₂+4HCl（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$ MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O；除去氯气中混有的水蒸气；Cl₂+2OH^-=Cl^-+ClO^-+H₂O；防止加热时铁粉与氧气发生反应；
（2）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；HCl和H₂；发生倒吸；可燃性气体H₂不能被吸收；
（3）铁离子与KSCN溶液，使溶液呈血红色，所以检验FeCl₃常用的试剂是KSCN溶液，若要制取纯净的FeCl₂，需先排净装置中的空气，故先点燃A处的酒精灯，通入氯化氢（赶尽装置中的空气），再点燃C处的酒精灯，
故答案为：KSCN溶液；先点燃A处的酒精灯，通入氯化氢（赶尽装置中的空气）；点燃C处的酒精灯．

点评 本题考查了制备方案的设计，题目难度中等，设计实验室中氯气的制取方法、常见尾气的处理方法以及铁离子的检验等知识，明确实验目的为解答关键，注意掌握制备方案的设计方法，试题培养了学生的化学实验能力．