Question

6．無水FeCl₃呈棕紅色，在空氣中極易潮解，100℃左右時升華，工業(yè)上常用作有機合成催化劑．某學習小組利用如圖裝置（夾持儀器略去）制備并收集無水FeCl₃．

請回答：
（1）按氣流方向各裝置依次連接的合理順序為dhifeccggba（填儀器接口的字母編號）．
（2）連接好各裝置進行實驗，實驗步驟如下：檢查裝置氣密性后，裝入藥品，②①④③（請按正確的順序填人下列步驟的序號）．
①加熱Fe粉反應一段時間    ②打開分液漏斗活塞通一段時間氣體
③關閉分液漏斗活塞    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入E中．
（4）裝置C中反應的化學方程式為2KMnO₄+16HCl（濃）=2KCl+2MnCl₂+5Cl₂↑+8H₂O
（5）裝置D中盛有的試劑為濃硫酸（寫名稱）；裝置E中冷水浴的作用為冷凝，便于FeCl₃收集
（6）從實驗安全考慮，整套裝置存在一處明顯不足，請指出B、E之間的連接導管太細，F(xiàn)eCl₃易凝華沉積而堵塞導管．

Answer 1

分析 根據(jù)實驗裝置圖可知，用濃鹽酸與高錳酸鉀溶液反應生成氯氣，氯氣中有氯化氫和水雜質，為制備并收集無水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生成氯化鐵，E裝置收集生成的氯化鐵，實驗尾氣中有氯氣，要用A中堿石灰吸收，由于無水FeCl₃極易潮解，所以A裝置還是一個干燥裝置，防止吸收裝置中的水份與氯化鐵反應，可形成一個完整的裝置，實際操作時需要先檢驗裝置氣密性，裝入藥品，先制一會兒氯氣再加熱鐵粉，這樣可以創(chuàng)造一個無氧環(huán)境，防鐵被氧氧化，待反應結束后再停止加熱，充分冷卻得到目標產(chǎn)物；
（1）本套裝置依次由制備氯氣、除HCl、干燥、反應生成氯化鐵、收集、尾氣處理組成，再結合氣流方向連接裝置；
（2）因要創(chuàng)造一個無氧干燥的環(huán)境，因此檢查氣密性和裝入藥品后應先制氯氣一段時間再加熱鐵粉，待反應完全后再停止加熱，并充分冷卻；
（3）實驗中的尾氣氯氣對環(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，同時生成氯化錳、氯化鉀和水，據(jù)此寫出反應方程式；
（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）因氯化鐵的沸點較高，當?shù)陀?00℃時，氧化鐵凝華后形成的固體可能會堵塞導管．

解答 解：（1）本套裝置依次是制備氯氣、除雜、反應裝置、尾氣處理，按照氣流方向連接裝置時要注意流進的導管要插入液面以下，按此原則可得連接順序為dhifeccggba，故答案為：dhifeccggba；
（2）連接好各裝置進行實驗，實驗步驟如下：檢查裝置氣密性后，裝入藥品，需要先打開分液漏斗產(chǎn)生一會兒氯氣，再加熱鐵粉，反應完全后，停止加熱，待充分冷卻后再停止制氯氣的反應，即按②①④③進行，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入E中，故答案為：吸收多余的Cl₂、防止外界的水蒸氣進入E中；
（4）濃鹽酸和高錳酸鉀混合制氯氣的反應方程式為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）從實驗安全考慮，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管太細，當溫度低于于100℃時，氧化鐵凝華后形成的固體可能會堵塞導管，故答案為：B、E之間的連接導管太細，F(xiàn)eCl₃易凝華沉積而堵塞導管．

點評 本題以氯化鐵的制備為背景，考查了氯氣的制備和性質的檢驗，解題關鍵理在于明確實驗原理和目的及各裝置的作用，題目難度中等．