Question

4．（1）實(shí)驗(yàn)室可用氯氣與金屬鐵反應(yīng)制備無(wú)水三氯化鐵，該化合物呈棕紅色、易水解，100℃左右時(shí)升華，如圖是兩個(gè)學(xué)生設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)裝置、左邊的反應(yīng)裝置相同，而右邊的產(chǎn)品收集裝置則不同，分別如（Ⅰ）和（Ⅱ）所示．
已知：4HCl+MnO₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+2H₂O+Cl₂↑

①D中的反應(yīng)開(kāi)始前，需排除裝置中的空氣，應(yīng)采取的方法是：B中反應(yīng)進(jìn)行一段時(shí)間后，看到黃綠色氣體充滿(mǎn)裝置B中，再加熱裝置D的反應(yīng)管．
②產(chǎn)品收集采用裝置（Ⅱ）的主要優(yōu)點(diǎn)是：導(dǎo)管易被產(chǎn)品堵塞，尾氣排入空氣，易造成環(huán)境污染．
（2）三價(jià)鐵鹽溶液因Fe³⁺水解而顯棕黃色，請(qǐng)以Fe（NO₃）₃溶液為例，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究影響鹽類(lèi)水解程度的因素．
①寫(xiě)出Fe（NO₃）₃水解的離子方程式Fe³⁺+3H₂O?Fe（OH）₃+3H⁺．
②參照示例完成下表實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)．
限選材料：0.5mol•L^-1Fe（NO₃）₃、3.0mol•L^-1HNO₃、1.0mol•L^-1NaOH、NaHCO₃固體、蒸餾水、冰水混合物；廣泛pH試紙、pH計(jì)及其他常見(jiàn)儀器．

可能影響因素	實(shí)驗(yàn)操作	預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)論
①溶液的酸性	取少量0.5mol•L-1Fe（NO3）3于試管中，加入幾滴3.0mol•L-1HNO3．	現(xiàn)象：棕黃色溶液顏色變淺； 結(jié)論：酸性增強(qiáng)抑制Fe3+水解．
②溶液的濃度	取10mL0.5mol•L-1 Fe（NO3）3于燒杯中，用pH計(jì)測(cè)得pH1．另取90mL蒸餾水加入燒杯，充分?jǐn)嚢瑁�再測(cè)得pH2．	現(xiàn)象：pH2-pH1＜1（或正確表達(dá)） 結(jié)論：稀釋促進(jìn)水解（或平衡右移）
③溶液的溫度	取少量0.5mol•L-1Fe（NO3）3于試管中，用酒精燈加熱一段時(shí)間，觀察溶液顏色	現(xiàn)象：加熱后溶液顏色變深 結(jié)論：升高溫度促進(jìn)Fe3+水解

Answer 1

分析 （1）①可以用生成的氯氣排除裝置中的空氣；
②導(dǎo)管易被產(chǎn)品堵塞，有毒氣體應(yīng)該有尾氣處理裝置；
（2）①Fe³⁺+與水電離出的OH^-結(jié)合生成弱電解質(zhì)Fe（OH）₃，寫(xiě)出離子方程式；
②鹽的濃度對(duì)水解的影響可以從多個(gè)角度來(lái)分析，如濃溶液稀釋后鹽溶液濃度變化的比較、鹽的濃溶液和稀溶液的比較、加入對(duì)Fe³⁺水解產(chǎn)生促進(jìn)作用的鹽溶液、加入對(duì)水解產(chǎn)生抑制作用的鹽溶液等角度，均可獲得鹽溶液濃度對(duì)鹽類(lèi)水解影響的答案；溫度的影響可以通過(guò)升高溫度和降低溫度，比較溫度對(duì)Fe³⁺水解程度的影響．

解答 解：（1）①A處是制取氯氣，B處是氯氣和鐵反應(yīng)，所以先點(diǎn)A處酒精燈，使制取的Cl₂排盡裝置內(nèi)的空氣，防止鐵被空氣中氧氣氧化，
故答案為：B中反應(yīng)進(jìn)行一段時(shí)間后，看到黃綠色氣體充滿(mǎn)裝置B中，再加熱裝置D的反應(yīng)管；
②導(dǎo)氣管口較小，D裝置中的固體物質(zhì)易堵塞導(dǎo)管口；氯氣是有毒氣體，不能直接排空，否則會(huì)污染環(huán)境，所以應(yīng)該有一個(gè)尾氣處理裝置，
故答案為：導(dǎo)管易被產(chǎn)品堵塞，尾氣排入空氣，易造成環(huán)境污染；
（2）①Fe³⁺+與水電離出的OH^-結(jié)合生成弱電解質(zhì)Fe（OH）₃，寫(xiě)出離子方程式：Fe³⁺+3H₂O?Fe（OH）₃+3H⁺，
故答案為：Fe³⁺+3H₂O?Fe（OH）₃+3H⁺；
②鹽的濃度對(duì)水解的影響可以從多個(gè)角度來(lái)分析，如濃溶液稀釋后鹽溶液濃度變化的比較、鹽的濃溶液和稀溶液的比較、加入對(duì)Fe³⁺水解產(chǎn)生促進(jìn)作用的鹽溶液、加入對(duì)水解產(chǎn)生抑制作用的鹽溶液等角度，均可獲得鹽溶液濃度對(duì)鹽類(lèi)水解影響的答案；溫度的影響可以通過(guò)升高溫度和降低溫度，比較溫度對(duì)Fe³⁺水解程度的影響，
故答案為：

影響條件	實(shí)驗(yàn)操作	預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)論
①溶液的酸性		結(jié)論：酸性增強(qiáng)抑制Fe3+水解．
②溶液的濃度	pH計(jì)	現(xiàn)象：pH2-pH1＜1（或正確表達(dá)） 結(jié)論：稀釋促進(jìn)水解（或平衡右移）．
③溶液的溫度	用酒精燈加熱一段時(shí)間，觀察溶液顏色	現(xiàn)象：加熱后溶液顏色變深． 結(jié)論：升高溫度促進(jìn)Fe3+水解．
或③溶液的溫度	將試管置于放有冰水混合物的燒杯中一段時(shí)間，觀察溶液顏色	現(xiàn)象：溶液棕黃色變淺． 結(jié)論：降低溫度抑制Fe3+水解．

點(diǎn)評(píng) 本題以氯化鐵的制備為環(huán)境，考查了氯氣的制備和性質(zhì)的檢驗(yàn)，考查性質(zhì)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià)，綜合考查學(xué)生對(duì)化學(xué)主題知識(shí)的把握，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，注意（2）Fe³⁺水解程度的影響因素，題目難度中等．