Question

10．實驗是化學(xué)研究的基礎(chǔ)，某課外活動小組設(shè)計實驗制備FeCl₃（FeCl₃遇水易變質(zhì)）．

請回答下列問題：
（1）裝置A中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為MnO₂+4HCl（濃）$\frac{\underline{\;△\;}}{\;}$MnCl₂+2H₂O+Cl₂↑
（2）反應(yīng)過程中（保證MnO₂足量）若加入含有0.2mol HCl的濃鹽酸，充分反應(yīng)后，發(fā)現(xiàn)反應(yīng)產(chǎn)生Cl₂的體積（標準狀況下）小于1.12L，試分析其原因（寫出兩條即可）鹽酸的濃度隨著反應(yīng)的進行會變小，MnO₂與稀鹽酸不再反應(yīng)；加熱時濃鹽酸因揮發(fā)而損失．
（3）實驗開始時先檢查裝置氣密性，接下來的操作依次是①③②（用序號表示）．
①向燒瓶中加入MnO₂粉②加熱    ③向燒瓶中加入濃鹽酸
（4）方框內(nèi)的裝置如圖所示，各裝置按氣流方向的接口順序為a→fgdebc或fgdecb→h．

（5）裝置B中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是2Fe+3Cl₂$\frac{\underline{\;△\;}}{\;}$2FeCl₃，裝置E的作用是防止F中的水蒸氣進入B中使FeCl₃變質(zhì)，裝置F中反應(yīng)的離子方程式是Cl₂+2OH^-=ClO^-+Cl^-+H₂O．

Answer 1

分析 實驗制備FeCl₃，用濃鹽酸與二氧化錳加熱制氯氣，制得的氯氣中有氯化氫和水雜質(zhì)，用飽和食鹽水除去氯化氫，用濃硫酸干燥氯氣，要先除氯化氫再除水，否則不能除去氯氣中的水，未反應(yīng)的氯氣有毒，不能排放到空氣，所以用氫氧化鈉溶液吸收，由于氯氣與鐵反應(yīng)生成氯化鐵易水解，所以在制氯化鐵的裝置與尾氣吸收裝置之間加一個裝有濃硫酸的裝置，防止水進入制氯化鐵的裝置，
（1）裝置A中發(fā)生反應(yīng)是用濃鹽酸與二氧化錳加熱制氯氣；
（2）二氧化錳能氧化濃鹽酸，但不與稀鹽酸反應(yīng)，濃鹽酸易揮發(fā)；
（3）實驗開始時先檢查裝置氣密性，然后向燒瓶中加入MnO₂粉，再向燒瓶中加入濃鹽酸，再加熱；
（4）產(chǎn)生的氯氣先除氯化氫，再干燥，再與鐵反應(yīng)，反應(yīng)后尾氣要吸收；
（5）鐵與氯氣反應(yīng)生成氯化鐵，裝置E中裝的是濃硫酸，防止水與氯化鐵反應(yīng)，裝置F中用氫氧化鈉吸收氯氣．

解答 解：實驗制備FeCl₃，用濃鹽酸與二氧化錳加熱制氯氣，制得的氯氣中有氯化氫和水雜質(zhì)，用飽和食鹽水除去氯化氫，用濃硫酸干燥氯氣，要先除氯化氫再除水，否則不能除去氯氣中的水，未反應(yīng)的氯氣有毒，不能排放到空氣，所以用氫氧化鈉溶液吸收，由于氯氣與鐵反應(yīng)生成氯化鐵易水解，所以在制氯化鐵的裝置與尾氣吸收裝置之間加一個裝有濃硫酸的裝置，防止水進入制氯化鐵的裝置，
（1）裝置A中發(fā)生反應(yīng)是用濃鹽酸與二氧化錳加熱制氯氣，反應(yīng)的方程式為MnO₂+4HCl（濃）$\frac{\underline{\;△\;}}{\;}$MnCl₂+2H₂O+Cl₂↑，
故答案為：MnO₂+4HCl（濃）$\frac{\underline{\;△\;}}{\;}$MnCl₂+2H₂O+Cl₂↑；
（2）鹽酸的濃度隨著反應(yīng)的進行會變小，MnO₂與稀鹽酸不再反應(yīng)，同時加熱時濃鹽酸因揮發(fā)而損失，所以含有0.2mol HCl的濃鹽酸，充分反應(yīng)后，發(fā)現(xiàn)反應(yīng)產(chǎn)生Cl₂的體積（標準狀況下）小于1.12L，
故答案為：鹽酸的濃度隨著反應(yīng)的進行會變小，MnO₂與稀鹽酸不再反應(yīng)；加熱時濃鹽酸因揮發(fā)而損失；
（3）實驗開始時先檢查裝置氣密性，然后向燒瓶中加入MnO₂粉，再向燒瓶中加入濃鹽酸，再加熱，操作依次是①③②，故答案為：①③②；
（4）產(chǎn)生的氯氣先除氯化氫，再干燥，再與鐵反應(yīng)，反應(yīng)后尾氣要吸收，所以裝置連接的順序為afgdebch或afgdecbh，故答案為：fgdebc 或fgdecb；
（5）裝置B中發(fā)生反應(yīng)為鐵與氯氣反應(yīng)生成氯化鐵，反應(yīng)方程式是2Fe+3Cl₂$\frac{\underline{\;△\;}}{\;}$2FeCl₃，裝置E中裝的是濃硫酸，防止F中的水蒸氣進入B中使FeCl₃變質(zhì)，裝置F中用氫氧化鈉吸收氯氣，反應(yīng)的離子方程式為Cl₂+2OH^-=ClO^-+Cl^-+H₂O，
故答案為：2Fe+3Cl₂$\frac{\underline{\;△\;}}{\;}$2FeCl₃； 防止F中的水蒸氣進入B中使FeCl₃變質(zhì)；Cl₂+2OH^-=ClO^-+Cl^-+H₂O．

點評 本題考查了三氯化鐵的制備，涉及裝置的連接、氣體的干燥、反應(yīng)現(xiàn)象的判斷、物質(zhì)的檢驗等，考查學(xué)生對實驗原理、實驗裝置的理解、物質(zhì)的制備與性質(zhì)，難度中等．