Question

【題目】某化學(xué)研究小組設(shè)計(jì)如下圖裝置制備純凈的氯化鐵。

資料：

①氯化鐵遇水能發(fā)生劇烈反應(yīng)生成Fe(OH)3；

②CCl4難溶于水，密度大于水，且Cl2在CCl4中的溶解度遠(yuǎn)大于水中的溶解度。

回答下列問題：

（1）試劑X的作用是__________________，試劑Y是__________________。

（2）實(shí)驗(yàn)過程中，A、E兩處有酒精燈，應(yīng)先點(diǎn)燃___________（填“A”或“E”）處；實(shí)驗(yàn)完畢后，關(guān)閉旋塞K，熄滅酒精燈，由于余熱的作用，A處仍有少量Cl2產(chǎn)生，此時(shí)B中的現(xiàn)象是______________，B的作用是______________________。

（3）用量簡量取20mLG中溶液。倒入密封性良好的分液漏斗中，然后再注入10mL CCl4，蓋好玻璃塞，振蕩、靜置、分液，分別取上層液、下層液滴在有色布條上，能使有色布條褪色的是__________（填“上層液”或“下層液”）。

（4）寫出裝置A中反應(yīng)的離子方程式：_____________________________。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，測得裝置E中的鐵絲網(wǎng)質(zhì)量增加mg，則理論上裝置A中反應(yīng)轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為_________mol（用含m的式子回答）。

（5）有同學(xué)認(rèn)為上述裝置存在不足，用該裝置制取的氯化鐵中還含有其他雜質(zhì)（不考慮鐵），建議進(jìn)行改進(jìn)，請?zhí)岢瞿愕母倪M(jìn)辦法_____________________________。

Answer 1

【答案】 除去氯氣中的HCl雜質(zhì) 濃硫酸 A 瓶中液面下降，長頸漏斗內(nèi)液面上升 貯存少量Cl2，避免Cl2污染環(huán)境 下層液 MnO2+ 4H++ 2Cl-Mn2+ +Cl2↑+2H2O 在F與G之間連接一個(gè)盛有濃硫酸的洗氣瓶

【解析】該實(shí)驗(yàn)的目的是制備純凈的氯化鐵，由于氯化鐵遇水能發(fā)生劇烈反應(yīng)生成Fe(OH)3，所以該實(shí)驗(yàn)成功的關(guān)鍵是反應(yīng)裝置絕對干燥。觀察裝置，A裝置產(chǎn)生Cl2，通過濃鹽酸和二氧化錳加熱制得的氯氣中還有HCl氣體和水蒸氣，則Cl2進(jìn)入E裝置前應(yīng)把這些雜質(zhì)除去，所以C裝置的目的是除去Cl2中的HCl，D裝置的目的是除去Cl2中的水蒸氣，純凈的Cl2進(jìn)入E裝置與鐵在加熱條件下反應(yīng)生成氯化鐵，多余的Cl2進(jìn)入F裝置，最后通入水中，進(jìn)行尾氣處理。

（1）A裝置產(chǎn)生的Cl2中還有HCl氣體和水蒸氣雜質(zhì)，則Cl2進(jìn)入E裝置前應(yīng)把這些雜質(zhì)除去，所以試劑X的目的是除去Cl2中的HCl，試劑Y的目的是除去Cl2中的水蒸氣，試劑Y則為濃硫酸。

（2）實(shí)驗(yàn)過程中，A、E兩處有酒精燈，應(yīng)先點(diǎn)燃A，先產(chǎn)生Cl2，使Cl2充滿整個(gè)裝置；實(shí)驗(yàn)完畢后，關(guān)閉旋塞K，熄滅酒精燈，由于余熱的作用，A處仍有少量Cl2產(chǎn)生，此時(shí)Cl2進(jìn)入B中，在飽和食鹽水中溶解度很小，B瓶內(nèi)壓強(qiáng)增大，產(chǎn)生的現(xiàn)象是瓶中液面下降，長頸漏斗內(nèi)液面上升；則B的作用是儲存少量Cl2，避免Cl2污染環(huán)境；

（3）用量簡量取20mLG中溶液，G中的溶液為氯水，注入10mL CCl4，蓋好玻璃塞，振蕩、靜置、分液，因?yàn)镃Cl4難溶于水，密度大于水，且Cl2在CCl4中的溶解度遠(yuǎn)大于水中的溶解度。所以得到的上層液為水，下層是Cl2的CCl4中的溶液。分別取上層液、下層液滴在有色布條上，能使有色布條褪色的是下層液；

（4）裝置A中反應(yīng)的離子方程式：MnO2+ 4H++ 2Cl-Mn2+ +Cl2↑+2H2O ；實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，測得裝置E中的鐵絲網(wǎng)質(zhì)量增加mg，增重即為Cl的質(zhì)量，n（Cl）= ，氯由0價(jià)降到-1價(jià)，故轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為

（5）該實(shí)驗(yàn)成功的關(guān)鍵是反應(yīng)裝置絕對干燥，所以該裝置的不足是E裝置右邊沒有干燥裝置，所以改進(jìn)辦法是在F與G之間連接一個(gè)盛有濃硫酸的洗氣瓶。