Question

【題目】無水三氯化鐵是有機合成的催化劑，為棕黃色固體，易潮解產生白霧，300℃左右時升華。實驗室可用氯氣與鐵反應制備無水三氯化鐵，下圖是甲組學生設計的制備裝置。

回答下列問題：

(1)儀器a的名稱是________；裝置B的作用是_________，C中盛裝試劑是______。

(2)裝置D中發生反應的化學方程式為___________________。

(3)裝置D與E之間不用玻璃導氣管連接，原因是_________；點燃裝置D處酒精燈的時機是_______。

(4)裝置F的作用是_____________。

(5)與甲組設計對比，乙組同學去掉了裝置C。實驗時無論怎樣改變鐵粉的用量，裝置D中都有少量的黑色固體殘留。乙組同學猜測該黑色固體可能是__________，其依據是(用化學方程式表示)________，驗證該猜測的實驗方法是________。

Answer 1

【答案】分液漏斗 除去氯氣中的HCl 濃硫酸 2Fe+3Cl22FeCl3 防止FeCl3冷凝成固體堵塞玻璃導管 待D裝置的玻璃管內充滿黃綠色氣體時再點燃酒精燈 吸收尾氣防止污染空氣，同時防止空氣中的水蒸氣進入裝置E中 Fe3O4 3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2 取少量該固體，用磁鐵(或鐵片)靠近，若發生吸引，則推測成立(或其他合理答案)

【解析】

在裝置A中濃鹽酸與MnO2混合加熱制取Cl2，由于濃鹽酸具有揮發性，制取的Cl2中含有HCl和水蒸氣，裝置B中飽和食鹽水用于除去HCl，裝置C中濃硫酸進行Cl2的干燥，在裝置D中Fe與Cl2反應產生FeCl3，在裝置E中收集FeCl3，為防止Cl2污染大氣，同時防止FeCl3潮解，在E支管處連接一個盛有堿石灰的干燥管，用以吸收Cl2及空氣中的水蒸氣。

(1)根據裝置圖可知儀器a名稱為分液漏斗；裝置B中盛有飽和食鹽水，作用是除去氯氣中的HCl；裝置C中盛有濃硫酸，作用是干燥Cl2；

(2)在裝置D中Fe與Cl2在加熱條件下發生反應產生FeCl3，反應方程式為：2Fe+3Cl22FeCl3；

(3)裝置D與E之間不用玻璃導氣管連接，是由于FeCl3蒸氣冷凝變成固體時容易發生堵塞玻璃導管現象，所以就不使用導氣管，直接進入收集裝置錐形瓶E中；為防止Fe粉與裝置中空氣里含有的氧氣發生反應，應該在D裝置的玻璃管內充滿黃綠色氣體時再點燃酒精燈；

(4)裝置F是盛有堿石灰的干燥管，其作用是吸收尾氣中的未反應的Cl2，防止污染空氣，同時防止空氣中的水蒸氣進入裝置E中；

(5)若不使用濃硫酸干燥Cl2，在加熱時Fe與空氣中的H2O蒸氣發生反應產生Fe3O4和H2，反應方程式為：3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2；Fe3O4俗稱磁性氧化鐵，能夠被磁鐵吸引，也能吸引金屬鐵，所以證明發生該反應的實驗方法是取少量該固體，用磁鐵(或鐵片)靠近，若發生吸引，則推測成立。