Question

6．無(wú)水FeCl₃呈棕紅色，在空氣中極易潮解，100℃左右時(shí)升華，工業(yè)上常用作有機(jī)合成催化劑．某學(xué)習(xí)小組利用如圖裝置（夾持儀器略去）制備并收集無(wú)水FeCl₃．

請(qǐng)回答：
（1）按氣流方向各裝置依次連接的合理順序?yàn)閐hifeccggba（填儀器接口的字母編號(hào)）．
（2）連接好各裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)步驟如下：檢查裝置氣密性后，裝入藥品，②①④③（請(qǐng)按正確的順序填人下列步驟的序號(hào)）．
①加熱Fe粉反應(yīng)一段時(shí)間    ②打開(kāi)分液漏斗活塞通一段時(shí)間氣體
③關(guān)閉分液漏斗活塞    ④停止加熱，充分冷卻
（3）裝置A的作用為吸收多余的Cl₂、防止外界的水蒸氣進(jìn)入E中．
（4）裝置C中反應(yīng)的化學(xué)方程式為2KMnO₄+16HCl（濃）=2KCl+2MnCl₂+5Cl₂↑+8H₂O
（5）裝置D中盛有的試劑為濃硫酸（寫(xiě)名稱）；裝置E中冷水浴的作用為冷凝，便于FeCl₃收集
（6）從實(shí)驗(yàn)安全考慮，整套裝置存在一處明顯不足，請(qǐng)指出B、E之間的連接導(dǎo)管太細(xì)，F(xiàn)eCl₃易凝華沉積而堵塞導(dǎo)管．

Answer 1

分析 根據(jù)實(shí)驗(yàn)裝置圖可知，用濃鹽酸與高錳酸鉀溶液反應(yīng)生成氯氣，氯氣中有氯化氫和水雜質(zhì)，為制備并收集無(wú)水FeCl₃，F(xiàn)裝置中裝飽和食鹽水，除去氯氣中的氯化氫，D裝置中裝濃硫酸干燥氯氣，B裝置中鐵與氯氣反應(yīng)生成氯化鐵，E裝置收集生成的氯化鐵，實(shí)驗(yàn)尾氣中有氯氣，要用A中堿石灰吸收，由于無(wú)水FeCl₃極易潮解，所以A裝置還是一個(gè)干燥裝置，防止吸收裝置中的水份與氯化鐵反應(yīng)，可形成一個(gè)完整的裝置，實(shí)際操作時(shí)需要先檢驗(yàn)裝置氣密性，裝入藥品，先制一會(huì)兒氯氣再加熱鐵粉，這樣可以創(chuàng)造一個(gè)無(wú)氧環(huán)境，防鐵被氧氧化，待反應(yīng)結(jié)束后再停止加熱，充分冷卻得到目標(biāo)產(chǎn)物；
（1）本套裝置依次由制備氯氣、除HCl、干燥、反應(yīng)生成氯化鐵、收集、尾氣處理組成，再結(jié)合氣流方向連接裝置；
（2）因要?jiǎng)?chuàng)造一個(gè)無(wú)氧干燥的環(huán)境，因此檢查氣密性和裝入藥品后應(yīng)先制氯氣一段時(shí)間再加熱鐵粉，待反應(yīng)完全后再停止加熱，并充分冷卻；
（3）實(shí)驗(yàn)中的尾氣氯氣對(duì)環(huán)境有污染需要堿石灰吸收，另外也可防止空氣中的水蒸汽進(jìn)入E，避免氯化鐵水解；
（4）裝置C中是利用高錳酸鉀氧化HCl制氯氣，同時(shí)生成氯化錳、氯化鉀和水，據(jù)此寫(xiě)出反應(yīng)方程式；
（5）裝置D的作用是干燥氯氣的，可選擇盛裝濃硫酸，裝置E是收集氯化鐵的，選擇冰水浴，是為了降溫，便于氯化鐵冷凝；
（6）因氯化鐵的沸點(diǎn)較高，當(dāng)?shù)陀?00℃時(shí)，氧化鐵凝華后形成的固體可能會(huì)堵塞導(dǎo)管．

解答 解：（1）本套裝置依次是制備氯氣、除雜、反應(yīng)裝置、尾氣處理，按照氣流方向連接裝置時(shí)要注意流進(jìn)的導(dǎo)管要插入液面以下，按此原則可得連接順序?yàn)閐hifeccggba，故答案為：dhifeccggba；
（2）連接好各裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)步驟如下：檢查裝置氣密性后，裝入藥品，需要先打開(kāi)分液漏斗產(chǎn)生一會(huì)兒氯氣，再加熱鐵粉，反應(yīng)完全后，停止加熱，待充分冷卻后再停止制氯氣的反應(yīng)，即按②①④③進(jìn)行，故答案為：②①④③；
（3）裝置A中堿石灰的作用是吸收多余的Cl₂、防止外界的水蒸氣進(jìn)入E中，故答案為：吸收多余的Cl₂、防止外界的水蒸氣進(jìn)入E中；
（4）濃鹽酸和高錳酸鉀混合制氯氣的反應(yīng)方程式為2KMnO₄+16HCl（濃）=2KCl+2MnCl₂+5Cl₂↑+8H₂O，故答案為：2KMnO₄+16HCl（濃）=2KCl+2MnCl₂+5Cl₂↑+8H₂O；
（5）D裝置中盛裝的是濃硫酸，裝置E是為了降溫冷凝，便于FeCl₃收集，故答案為：濃硫酸；冷凝，便于FeCl₃收集；
（6）從實(shí)驗(yàn)安全考慮，整套裝置存在一處明顯不足，就是制取裝置與收集裝置之間連接導(dǎo)管太細(xì)，當(dāng)溫度低于于100℃時(shí)，氧化鐵凝華后形成的固體可能會(huì)堵塞導(dǎo)管，故答案為：B、E之間的連接導(dǎo)管太細(xì)，F(xiàn)eCl₃易凝華沉積而堵塞導(dǎo)管．

點(diǎn)評(píng) 本題以氯化鐵的制備為背景，考查了氯氣的制備和性質(zhì)的檢驗(yàn)，解題關(guān)鍵理在于明確實(shí)驗(yàn)原理和目的及各裝置的作用，題目難度中等．