Question

10．工業(yè)上，向500-600℃的鐵屑中通入氯氣生產(chǎn)無水氯化鐵（氯化鐵遇水能反應(yīng)）；向熾熱鐵屑中通入氯化氫生產(chǎn)無水氯化亞鐵．現(xiàn)用如圖所示的裝置模擬上述過程進(jìn)行試驗(yàn)．

回答下列問題：
（1）檢驗(yàn)該裝置氣密性的方法關(guān)閉分液漏斗的活塞，D總導(dǎo)氣管插入水中，用酒精燈微熱燒瓶，D中導(dǎo)氣管口有氣泡冒出，停止加熱后，導(dǎo)氣管內(nèi)有一段上升的水柱，證明裝置的氣密性良好
（2）制取無水氯化鐵的實(shí)驗(yàn)中，A中反應(yīng)的化學(xué)方程式為：MnO₂+4HCl（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+2H₂O+Cl₂↑
①該反應(yīng)的氧化劑為MnO₂，氧化產(chǎn)物為Cl₂；HCl的作用為酸性和還原性．
②該裝置制取氯化鐵時(shí)，存在兩點(diǎn)明顯缺陷，你的改進(jìn)方法是在A和B之間加一個(gè)裝有飽和食鹽水的洗氣瓶；在C和D之間加一個(gè)盛有濃硫酸的洗氣瓶．
③裝置D中反應(yīng)的離子方程式Cl₂+2OH^-=Cl^-+ClO^-+H₂O．
（3）制取無水氯化亞鐵的實(shí)驗(yàn)中，裝置A用來制取HCl．若仍用D的裝置進(jìn)行尾氣處理，存在的問題是發(fā)生倒吸、可燃性氣體氫氣不能被吸收．

Answer 1

分析 （1）依據(jù)裝置中氣體壓強(qiáng)變化來判斷氣密性；
（2）①分析反應(yīng)中元素化合價(jià)變化，所含元素化合價(jià)降低的反應(yīng)物為氧化劑；所含元素化合價(jià)升高的元素，為還原劑，還原劑對(duì)應(yīng)氧化產(chǎn)物，依據(jù)氯元素在反應(yīng)中化合價(jià)變化判斷鹽酸的性質(zhì)；
②依據(jù)濃鹽酸易揮發(fā)，制取的氯氣中含有氯化氫，應(yīng)先除去氯氣中氯化氫；依據(jù)無水氯化鐵（氯化鐵遇水能反應(yīng)），應(yīng)設(shè)置干燥裝置，防止D中的水蒸氣進(jìn)入C；
③氯氣與NaOH溶液反應(yīng)生成NaCl、NaClO和水；
（3）制取無水氯化亞鐵，需要HCl氣體，尾氣的成分是剩余HCl和生成的氫氣，HCl極易溶解于水，氫氣不能溶于水，據(jù)此解答即可．

解答 解：（1）檢驗(yàn)該裝置氣密性的方法：關(guān)閉分液漏斗的活塞，D總導(dǎo)氣管插入水中，用酒精燈微熱燒瓶，D中導(dǎo)氣管口有氣泡冒出，停止加熱后，導(dǎo)氣管內(nèi)有一段上升的水柱，證明裝置的氣密性良好；
故答案為：關(guān)閉分液漏斗的活塞，D總導(dǎo)氣管插入水中，用酒精燈微熱燒瓶，D中導(dǎo)氣管口有氣泡冒出，停止加熱后，導(dǎo)氣管內(nèi)有一段上升的水柱，證明裝置的氣密性良好；
（2）①M(fèi)nO₂+4HCl（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+2H₂O+Cl₂↑，反應(yīng)中二氧化錳中的錳元素化合價(jià)降低，所以二氧化錳為氧化劑，氯化氫中氯元素部分化合價(jià)升高到氯氣中的0價(jià)，部分氯元素化合價(jià)不變，所以鹽酸在反應(yīng)中表現(xiàn)為酸性和還原性，對(duì)應(yīng)產(chǎn)物氯氣為氧化產(chǎn)物；
故答案為：MnO₂；Cl₂；酸性和還原性；
②濃鹽酸易揮發(fā)，制取的氯氣中含有氯化氫，應(yīng)先除去氯氣中氯化氫，所以應(yīng)在A和B之間加一個(gè)裝有飽和食鹽水的洗氣瓶除去氯化氫；
無水氯化鐵（氯化鐵遇水能反應(yīng)），防止D中的水蒸氣進(jìn)入C，應(yīng)在C和D之間加一個(gè)盛有濃硫酸的洗氣瓶；
故答案為：在A和B之間加一個(gè)裝有飽和食鹽水的洗氣瓶；在C和D之間加一個(gè)盛有濃硫酸的洗氣瓶；
③氯氣和氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成氯化鈉、次氯酸鈉和水，離子方程式：Cl₂+2OH^-=Cl^-+ClO^-+H₂O；
（3）制取無水氯化亞鐵，需要HCl氣體，故A裝置制取的是HCl，反應(yīng)方程式為：Fe+2HCl$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$FeCl₂+H₂，故尾氣的成分為未反應(yīng)的HCl和生成的氫氣，由于HCl極易溶于水，故若仍然采用D裝置進(jìn)行尾氣處理，很容易造成倒吸，且氫氣不溶于水，不利于氫氣的吸收，氫氣易燃，造成安全隱患，
故答案為：HCl；發(fā)生倒吸；可燃性氣體H₂不能被吸收．

點(diǎn)評(píng) 本題以氯化鐵以及氯化亞鐵的制取為載體，考查的是實(shí)驗(yàn)室中氯氣的制取方法、常見尾氣的處理方法，明確氯氣制備原理和性質(zhì)是解題關(guān)鍵，題目難度中等．