题目内容

18.实验室可用氯气制备无水氯化铁,查阅资料得知:无水氯化铁里棕红色、容易潮解、在100℃左右升华.某课外学习小组设计了如下实验装置制备无水氯化铁,D中硬质玻璃管内的固体为铁粉,E用于收集无水氯化铁.

回答下列问题:
(1)仪器a的名称是分液漏斗,F装置的作用是吸收未反应的氯气,防止污染环境.
(2)D中发生反应的化学方程式为2Fe+3Cl2$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$3FeCl3,A中发生反应的离子方程式为MnO2+4H++2Cl-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Mn2++Cl2↑+2H2O.
(3)上述实验装置的设计还有不完善的地方,主要有两点,分别是导管易被产品堵塞,不安全产品易受潮而水解,导致产品不纯,

分析 根据题中提供的装置可知,该实验是用浓盐酸和二氧化锰加热制取氯气,浓盐酸具有挥发性,所以制取的氯气中含有HCl,用饱和食盐水除去氯化氢,用浓硫酸干燥氯气,然后将纯净、干燥的氯气和Fe加热制取FeCl3,氯气有毒不能直接排空,且氯气能和碱溶液反应,所以用NaOH溶液处理尾气,氯化铁易水解,为防止氢氧化钠溶液中的水份挥发到生成氯化铁的装置中,在产生氯化铁和尾气吸收装置之间要加干燥装置,氯化铁在100℃左右升华,生成的氯化铁在导管中容易冷却成固体,会堵塞导管,据此答题.

解答 解:根据题中提供的装置可知,该实验是用浓盐酸和二氧化锰加热制取氯气,浓盐酸具有挥发性,所以制取的氯气中含有HCl,用饱和食盐水除去氯化氢,用浓硫酸干燥氯气,然后将纯净、干燥的氯气和Fe加热制取FeCl3,氯气有毒不能直接排空,且氯气能和碱溶液反应,所以用NaOH溶液处理尾气,氯化铁易水解,为防止氢氧化钠溶液中的水份挥发到生成氯化铁的装置中,在产生氯化铁和尾气吸收装置之间要加干燥装置,氯化铁在100℃左右升华,生成的氯化铁在导管中容易冷却成固体,会堵塞导管,
(1)根据装置图可知,仪器a的名称是分液漏斗,F装置的作用是吸收未反应的氯气,防止污染环境,
故答案为:分液漏斗;吸收未反应的氯气,防止污染环境;
(2)D中发生反应为铁与氯气反应生成氯化铁,反应的化学方程式为2Fe+3Cl2$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$3FeCl3,A中发生的反应是浓盐酸与二氧化锰生成氯气的反应,反应的离子方程式为MnO2+4H++2Cl-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Mn2++Cl2↑+2H2O,
故答案为:2Fe+3Cl2$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$3FeCl3;MnO2+4H++2Cl-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Mn2++Cl2↑+2H2O;
(3)根据上面的分析可知,上述实验装置的设计还有不完善的地方,主要有导管易被产品堵塞,不安全;产品易受潮而水解,导致产品不纯,
故答案为:导管易被产品堵塞,不安全;产品易受潮而水解,导致产品不纯.

点评 本题考查氯气实验室制法、氯化铁的制备等知识点,侧重考查实验操作及盐类水解等知识,为高频考点,知道每个装置的作用及可能发生的反应,难点是实验装置先后顺序排列,题目难度不大.

练习册系列答案
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3.发展“碳-化学”,开发利用我国相对丰富的煤炭资源具有重要的战略意义和经济价值.下面是以焦炭为原料,经“碳-化学”途径制取乙二醇的过程:

(1)乙二醇(I)和谁的汽化热都为44Kj.mol-1,其燃烧热△H=-1824kJ.mol-1.试写出乙二醇(g)完全燃烧生成气态水的热化学方程式CH2(OH)CH2(OH)(g)+$\frac{5}{2}$O2(g)=2CO2(g)+3H2O(g)△H=-1736KJ/mol.
(2)“催化还原”反应制乙二醇原理如下:
CH3OOC.COOCH3(g)+4H2(g)?HOCH2.CH2OH(g)+2CH3OH(g)△H=-34kJ/mol-1
为探究实际生产的最佳条件,某科研小组进行了多方面研究.如图表示乙二醇达到平衡时的产率随原料投料比[n(氢气)/n(草酸二甲酯)和压强的变化关系,其中三条曲线分别表示体系压强为1.5MPa、2.5MPa、3.5MPa的情况,则图1曲线甲对应的压强为P(甲)=3.5MPa.

(3)草酸二甲酯水解产物草酸(H2C2O4)为二元弱酸,受热分解,其钡盐难溶于水,它在水溶液中存在形式的分布于pH关系如图所示:

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②试写出pH=3的溶液加中氨水升至6的过程中反应的离子方程式:HC2O4-+NH3.H2O=NH4++C2O42-+H2O.
③向0.1mol.L-1的草酸氢钾溶液里滴加NaOH溶液至中性,此时溶液里各粒子浓度关系不正确的是B(填序号)
A.c(K+)-c(C2O42-)=c(HC2O4-)+c(H2C2O4
B.c(K+)+c(Na+)=c(HC2O4-)+c(C2O42-
C.c(H2C2O4)+c(Na+)=c(C2O42-
D.c(K+)>c(Na+
④在恒温下,在草酸溶液中滴加酸性高锰酸钾溶液发生如下反应:5H2C2O4+2MnO4-+6H+=10CO2↑+2Mn2++H2O,反应速率随时间的变化如图3所示,试解释t1-t2反应速率随时间变化的可能原因反应生成的Mn2+可作该反应的催化剂,加快了反应的进行
⑤试设计实验证明K2C2O4溶液中存在水解平衡取少量K2C2O4溶液滴加酚酞溶液,溶液呈红色,加热,若溶液颜色加深,说明K2C2O4溶液中存在水解平衡.
7.(1)在某一恒温体积可变的密闭容器中发生如下反应:A(g)+B(g)?2C(g)△H<0.t1时刻达到平衡后,在t2时刻改变某一条件,其反应过程如图1.下列说法正确的是ac(填序号字母)

a.0~t1时,v>v,t2时,v>v
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c.t2时刻改变的条件可以是向密闭容器中加C
d.Ⅰ、Ⅱ两过程达到平衡时,平衡常数Ⅰ<Ⅱ
(2)工业上常用CO2和NH3通过如下反应合成尿素[CO(NH22].
CO2(g)+2NH3(g)$\stackrel{一定条件}{?}$CO(NH22(1)+H2O(g)△H<0
t℃时,向容积恒定为2L的密闭容器中加入0.10molCO2和0.40molNH3,70min开始达到平衡.反应中CO2( g)的物质的量随时间变化如表所示:
时间/min 0207080100
n(CO2)/mol0.100.0600.0200.0200.020
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