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18.实验室可用氯气制备无水氯化铁,查阅资料得知:无水氯化铁里棕红色、容易潮解、在100℃左右升华.某课外学习小组设计了如下实验装置制备无水氯化铁,D中硬质玻璃管内的固体为铁粉,E用于收集无水氯化铁.

回答下列问题:
(1)仪器a的名称是分液漏斗,F装置的作用是吸收未反应的氯气,防止污染环境.
(2)D中发生反应的化学方程式为2Fe+3Cl2$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$3FeCl3,A中发生反应的离子方程式为MnO2+4H++2Cl-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Mn2++Cl2↑+2H2O.
(3)上述实验装置的设计还有不完善的地方,主要有两点,分别是导管易被产品堵塞,不安全产品易受潮而水解,导致产品不纯,

分析 根据题中提供的装置可知,该实验是用浓盐酸和二氧化锰加热制取氯气,浓盐酸具有挥发性,所以制取的氯气中含有HCl,用饱和食盐水除去氯化氢,用浓硫酸干燥氯气,然后将纯净、干燥的氯气和Fe加热制取FeCl3,氯气有毒不能直接排空,且氯气能和碱溶液反应,所以用NaOH溶液处理尾气,氯化铁易水解,为防止氢氧化钠溶液中的水份挥发到生成氯化铁的装置中,在产生氯化铁和尾气吸收装置之间要加干燥装置,氯化铁在100℃左右升华,生成的氯化铁在导管中容易冷却成固体,会堵塞导管,据此答题.

解答 解:根据题中提供的装置可知,该实验是用浓盐酸和二氧化锰加热制取氯气,浓盐酸具有挥发性,所以制取的氯气中含有HCl,用饱和食盐水除去氯化氢,用浓硫酸干燥氯气,然后将纯净、干燥的氯气和Fe加热制取FeCl3,氯气有毒不能直接排空,且氯气能和碱溶液反应,所以用NaOH溶液处理尾气,氯化铁易水解,为防止氢氧化钠溶液中的水份挥发到生成氯化铁的装置中,在产生氯化铁和尾气吸收装置之间要加干燥装置,氯化铁在100℃左右升华,生成的氯化铁在导管中容易冷却成固体,会堵塞导管,
(1)根据装置图可知,仪器a的名称是分液漏斗,F装置的作用是吸收未反应的氯气,防止污染环境,
故答案为:分液漏斗;吸收未反应的氯气,防止污染环境;
(2)D中发生反应为铁与氯气反应生成氯化铁,反应的化学方程式为2Fe+3Cl2$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$3FeCl3,A中发生的反应是浓盐酸与二氧化锰生成氯气的反应,反应的离子方程式为MnO2+4H++2Cl-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Mn2++Cl2↑+2H2O,
故答案为:2Fe+3Cl2$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$3FeCl3;MnO2+4H++2Cl-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Mn2++Cl2↑+2H2O;
(3)根据上面的分析可知,上述实验装置的设计还有不完善的地方,主要有导管易被产品堵塞,不安全;产品易受潮而水解,导致产品不纯,
故答案为:导管易被产品堵塞,不安全;产品易受潮而水解,导致产品不纯.

点评 本题考查氯气实验室制法、氯化铁的制备等知识点,侧重考查实验操作及盐类水解等知识,为高频考点,知道每个装置的作用及可能发生的反应,难点是实验装置先后顺序排列,题目难度不大.

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相关习题

科目:高中化学 来源: 题型:解答题

12.钢铁很容易生锈而被腐蚀,每年因腐蚀而损失的钢材占世界钢铁年产量的四分之一.
Ⅰ.如图1装置中,U形管内为红墨水,a、b试管内分别盛有氯化铵(显酸性)溶液和食盐水,各加入生铁块,放置一段时间均被腐蚀,这两种腐蚀都属于电化学腐蚀.
(1)红墨水柱两边的液面变为左低右高,则b(填“a”或“b”)边盛有食盐水.
(2)b试管中铁发生的是吸氧腐蚀,生铁中碳上发生的电极反应式O2+2H2O-4e-=4OH-;b试管中铁被腐蚀的总化学方程式为2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2
Ⅱ.如图2两个图都是金属防护的例子.
(1)为了降低某水库的铁闸门被腐蚀的速率,可以采用图2甲所示的方案,其中焊接在铁闸门上的固体材料R可以采用C(从下面选项中选择),此方法叫做牺牲阳极的阴极保护法.
A.铜  B.钠       C.锌  D.石墨
(2)图2乙方案也可以降低铁闸门腐蚀的速率,其中铁闸门应该连接在直流电源的负极.
(3)采取以上两种方法,乙(填“甲”或“乙”)种能使铁闸门保护得更好.

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科目:高中化学 来源: 题型:填空题

13.如果25℃,Kw=10-14,100℃时,Kw=10-12
(1)25℃,0.1mol/L的盐酸中,c(H+)=0.1mol/L,由水电离出的c(H+)=10-13mol/L,c(OH-)=10-13mol/L;
(2)100℃时,0.1mol/L NaOH溶液中,c(OH-)=0.1mol/L,由水电离出的c(H+)=10-11mol/L,c(OH-)=10-11mol/L.

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科目:高中化学 来源: 题型:填空题

6.碘化钠是实验室常见分析试剂,常用于医疗和照相业.工业上用铁屑还原法来制备,工艺流程如图:

回答下列问题:
(1)完成下列指定反应的化学方程式:碘与强碱反应的离子方程式为3I2+6OH-=IO3-+5I-+3H2O;
反应③的化学方程式为4Fe(OH)2+O2$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2 Fe2O3+4H2O.
(2)纯净的NaI为白色晶体,在空气和水溶液中因逐渐析出碘而变黄或棕.欲制得较纯净的NaI,在浓缩、冷却时最好采取的措施是C(填字母序).
A.低压蒸发浓缩,快速降温冷却
B.常压蒸发浓缩,放入干燥器中冷却
C.低压蒸发浓缩,并充入氮气隔绝空气
(3)检验产品中是否含有游离的碘(I2)的具体操作:取少量产品于试管中,加蒸馏水解,(于试管中并滴入几滴淀粉溶液,若溶液未变蓝色,证明碘已完全转化,产品中没有游离碘;如果溶液变蓝,则说明碘没有转化完全,产品中含有游离碘.
(4)通过下列方法可以测定产品的纯度:称取m g成品,溶解并滴加几滴淀粉溶液,再用a mol•L-1的硫代硫酸钠(Na2S2O3)标准溶液进行滴定至溶液由蓝色变为无色,消耗硫代硫酸钠VmL,据此NaI纯度的计算式为(不必求出最后结果)$\frac{{m-127aV×{{10}^{-3}}}}{m}×100%$.
(已知:2Na2S2O3+I2=Na2S4O6+2NaI,相对原子质量S-32,Na-23,I-127)

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科目:高中化学 来源: 题型:解答题

13.某同学拟用粗氧化铜(含少量FeO及不溶于酸的杂质)制取无水氯化铜,流程如图所示:

(1)步骤①中氧化铜与盐酸反应的离子方程式:CuO+2H+=Cu2++H2O.
(2)步骤②中加入H2O2的目的:将Fe2+氧化成Fe3+,沉淀Ⅱ的化学式为:Fe(OH)3
(3)已知:
氢氧化物开始沉淀时的pH氢氧化物沉淀完全时的pH
Fe3+1.93.2
Cu2+4.76.7
Fe2+79
步骤③中调节溶液pH的试剂X可以是BC(双选,填编号).
A.NaOH       B.CuO    C.Cu(OH)2    D.NH3•H2O
(4)步骤④的操作是蒸发浓缩、冷却结晶,过滤、洗涤、干燥.为得到无水CuCl2,步骤⑤需在干燥的HCl气流中加热CuCl2•2H2O,原因是干燥的HCl气流既可抑制Cu2+的水解,还能带走CuCl2•2H2O受热产生的水汽.

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科目:高中化学 来源: 题型:填空题

3.发展“碳-化学”,开发利用我国相对丰富的煤炭资源具有重要的战略意义和经济价值.下面是以焦炭为原料,经“碳-化学”途径制取乙二醇的过程:

(1)乙二醇(I)和谁的汽化热都为44Kj.mol-1,其燃烧热△H=-1824kJ.mol-1.试写出乙二醇(g)完全燃烧生成气态水的热化学方程式CH2(OH)CH2(OH)(g)+$\frac{5}{2}$O2(g)=2CO2(g)+3H2O(g)△H=-1736KJ/mol.
(2)“催化还原”反应制乙二醇原理如下:
CH3OOC.COOCH3(g)+4H2(g)?HOCH2.CH2OH(g)+2CH3OH(g)△H=-34kJ/mol-1
为探究实际生产的最佳条件,某科研小组进行了多方面研究.如图表示乙二醇达到平衡时的产率随原料投料比[n(氢气)/n(草酸二甲酯)和压强的变化关系,其中三条曲线分别表示体系压强为1.5MPa、2.5MPa、3.5MPa的情况,则图1曲线甲对应的压强为P(甲)=3.5MPa.

(3)草酸二甲酯水解产物草酸(H2C2O4)为二元弱酸,受热分解,其钡盐难溶于水,它在水溶液中存在形式的分布于pH关系如图所示:

①草酸的Ka1=6.3×10-2,Ka2=6.3×10-5.已知H2SO3的Ka1=1.54×10-2,Ka2=1.02×10-7.试写出在K2C2O4溶液中通入少量SO2发生的离子方程式SO2+H2O+C2O42-=HC2O4-+HSO3-
②试写出pH=3的溶液加中氨水升至6的过程中反应的离子方程式:HC2O4-+NH3.H2O=NH4++C2O42-+H2O.
③向0.1mol.L-1的草酸氢钾溶液里滴加NaOH溶液至中性,此时溶液里各粒子浓度关系不正确的是B(填序号)
A.c(K+)-c(C2O42-)=c(HC2O4-)+c(H2C2O4
B.c(K+)+c(Na+)=c(HC2O4-)+c(C2O42-
C.c(H2C2O4)+c(Na+)=c(C2O42-
D.c(K+)>c(Na+
④在恒温下,在草酸溶液中滴加酸性高锰酸钾溶液发生如下反应:5H2C2O4+2MnO4-+6H+=10CO2↑+2Mn2++H2O,反应速率随时间的变化如图3所示,试解释t1-t2反应速率随时间变化的可能原因反应生成的Mn2+可作该反应的催化剂,加快了反应的进行
⑤试设计实验证明K2C2O4溶液中存在水解平衡取少量K2C2O4溶液滴加酚酞溶液,溶液呈红色,加热,若溶液颜色加深,说明K2C2O4溶液中存在水解平衡.

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科目:高中化学 来源: 题型:选择题

10.某工厂用CaSO4、NH3、H2O、CO2制备(NH42SO4,其工艺流程如下:下列推断不合理的是(  )
A.先通二氧化碳、后通氨气、效果相同B.生成1mol(NH42SO4至少消耗2molNH3
C.CO2可被循环使用D.往甲中通CO2有利于制备(NH42SO4

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科目:高中化学 来源: 题型:解答题

7.(1)在某一恒温体积可变的密闭容器中发生如下反应:A(g)+B(g)?2C(g)△H<0.t1时刻达到平衡后,在t2时刻改变某一条件,其反应过程如图1.下列说法正确的是ac(填序号字母)

a.0~t1时,v>v,t2时,v>v
b.混合气体的密度不再改变时,Ⅰ、Ⅱ两过程达到平衡
c.t2时刻改变的条件可以是向密闭容器中加C
d.Ⅰ、Ⅱ两过程达到平衡时,平衡常数Ⅰ<Ⅱ
(2)工业上常用CO2和NH3通过如下反应合成尿素[CO(NH22].
CO2(g)+2NH3(g)$\stackrel{一定条件}{?}$CO(NH22(1)+H2O(g)△H<0
t℃时,向容积恒定为2L的密闭容器中加入0.10molCO2和0.40molNH3,70min开始达到平衡.反应中CO2( g)的物质的量随时间变化如表所示:
时间/min 0207080100
n(CO2)/mol0.100.0600.0200.0200.020
①70min时,平均反应速率υ (CO2 )=0.00057mol/(L•min).
②在100min时,保持其它条件不变,再向容器中充入0.050mo1CO2和0.20molNH3,重新建立平衡后CO2的转化率与原平衡相比将增大(填“增大”、“不变”或“减小”).
③上述可逆反应的平衡常数为277.8(保留一位小数).
④图2所示装置(阴、阳极均为惰性电极)可用于电解尿素〔CO(NH22〕的碱性溶液制取氢气.该装置中阳极的电极反应式为CO(NH22+8OH--6e-=CO32-+N2↑+6H2O,
(3)CH4燃料电池,装置示意如图3(A、B为多孔性碳棒).持续通入甲烷,在标准状况下,消耗甲烷体积VL.当 V=44.8L时,电池总反应方程式为CH4+2O2+KOH=KHCO3+2H2O.

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科目:高中化学 来源: 题型:解答题

8.向某密闭容器中加入4mol A、1.2mol C和一定量的B三种气体,一定条件下发生反应,各物质的浓度随时间变化如甲图所示[已知t0~t1阶段保持恒温、恒容,且c(B)未画出].乙图为t2时刻后改变反应条件,反应速率随时间的变化情况,已知在t2、t3、t4、t5时刻各改变一种不同的条件,其中t3时刻为使用催化剂.

(1)若t1=15s,则t0~t1阶段的反应速率为v(C)=0.02mol•L-1•min-1
(2)t4时刻改变的条件为减小压强,B的起始物质的量为2mol.
(3)t5时刻改变的条件为升高温度,该反应的逆反应为放热反应(填“吸热反应”或“放热反应”).
(4)已知t0~t1阶段该反应放出或吸收的热量为Q kJ(Q为正值),试写出该反应的热化学方程式:2A(g)+B(g)?3C(g)△H=+2.5QKJ/mol.
(5)图乙中共有Ⅰ~Ⅴ五处平衡,其温度最高的是Ⅴ.

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