Question

【題目】某化學研究小組設計如下圖裝置制備純凈的氯化鐵。

資料：

①氯化鐵遇水能發生劇烈反應生成Fe(OH)3；

②CCl4難溶于水，密度大于水，且Cl2在CCl4中的溶解度遠大于水中的溶解度。

回答下列問題：

（1）試劑X的作用是__________________，試劑Y是__________________。

（2）實驗過程中，A、E兩處有酒精燈，應先點燃___________（填“A”或“E”）處；實驗完畢后，關閉旋塞K，熄滅酒精燈，由于余熱的作用，A處仍有少量Cl2產生，此時B中的現象是______________，B的作用是______________________。

（3）用量簡量取20mLG中溶液。倒入密封性良好的分液漏斗中，然后再注入10mL CCl4，蓋好玻璃塞，振蕩、靜置、分液，分別取上層液、下層液滴在有色布條上，能使有色布條褪色的是__________（填“上層液”或“下層液”）。

（4）寫出裝置A中反應的離子方程式：_____________________________。實驗結束后，測得裝置E中的鐵絲網質量增加mg，則理論上裝置A中反應轉移電子的物質的量為_________mol（用含m的式子回答）。

（5）有同學認為上述裝置存在不足，用該裝置制取的氯化鐵中還含有其他雜質（不考慮鐵），建議進行改進，請提出你的改進辦法_____________________________。

Answer 1

【答案】 除去氯氣中的HCl雜質 濃硫酸 A 瓶中液面下降，長頸漏斗內液面上升 貯存少量Cl2，避免Cl2污染環境 下層液 MnO2+ 4H++ 2Cl-Mn2+ +Cl2↑+2H2O 在F與G之間連接一個盛有濃硫酸的洗氣瓶

【解析】該實驗的目的是制備純凈的氯化鐵，由于氯化鐵遇水能發生劇烈反應生成Fe(OH)3，所以該實驗成功的關鍵是反應裝置絕對干燥。觀察裝置，A裝置產生Cl2，通過濃鹽酸和二氧化錳加熱制得的氯氣中還有HCl氣體和水蒸氣，則Cl2進入E裝置前應把這些雜質除去，所以C裝置的目的是除去Cl2中的HCl，D裝置的目的是除去Cl2中的水蒸氣，純凈的Cl2進入E裝置與鐵在加熱條件下反應生成氯化鐵，多余的Cl2進入F裝置，最后通入水中，進行尾氣處理。

（1）A裝置產生的Cl2中還有HCl氣體和水蒸氣雜質，則Cl2進入E裝置前應把這些雜質除去，所以試劑X的目的是除去Cl2中的HCl，試劑Y的目的是除去Cl2中的水蒸氣，試劑Y則為濃硫酸。

（2）實驗過程中，A、E兩處有酒精燈，應先點燃A，先產生Cl2，使Cl2充滿整個裝置；實驗完畢后，關閉旋塞K，熄滅酒精燈，由于余熱的作用，A處仍有少量Cl2產生，此時Cl2進入B中，在飽和食鹽水中溶解度很小，B瓶內壓強增大，產生的現象是瓶中液面下降，長頸漏斗內液面上升；則B的作用是儲存少量Cl2，避免Cl2污染環境；

（3）用量簡量取20mLG中溶液，G中的溶液為氯水，注入10mL CCl4，蓋好玻璃塞，振蕩、靜置、分液，因為CCl4難溶于水，密度大于水，且Cl2在CCl4中的溶解度遠大于水中的溶解度。所以得到的上層液為水，下層是Cl2的CCl4中的溶液。分別取上層液、下層液滴在有色布條上，能使有色布條褪色的是下層液；

（4）裝置A中反應的離子方程式：MnO2+ 4H++ 2Cl-Mn2+ +Cl2↑+2H2O ；實驗結束后，測得裝置E中的鐵絲網質量增加mg，增重即為Cl的質量，n（Cl）= ，氯由0價降到-1價，故轉移電子的物質的量為

（5）該實驗成功的關鍵是反應裝置絕對干燥，所以該裝置的不足是E裝置右邊沒有干燥裝置，所以改進辦法是在F與G之間連接一個盛有濃硫酸的洗氣瓶。