Question

【题目】无水三氯化铁是有机合成的催化剂，为棕黄色固体，易潮解产生白雾，300℃左右时升华。实验室可用氯气与铁反应制备无水三氯化铁，下图是甲组学生设计的制备装置。

回答下列问题：

(1)仪器a的名称是________；装置B的作用是_________，C中盛装试剂是______。

(2)装置D中发生反应的化学方程式为___________________。

(3)装置D与E之间不用玻璃导气管连接，原因是_________；点燃装置D处酒精灯的时机是_______。

(4)装置F的作用是_____________。

(5)与甲组设计对比，乙组同学去掉了装置C。实验时无论怎样改变铁粉的用量，装置D中都有少量的黑色固体残留。乙组同学猜测该黑色固体可能是__________，其依据是(用化学方程式表示)________，验证该猜测的实验方法是________。

Answer 1

【答案】分液漏斗 除去氯气中的HCl 浓硫酸 2Fe+3Cl22FeCl3 防止FeCl3冷凝成固体堵塞玻璃导管 待D装置的玻璃管内充满黄绿色气体时再点燃酒精灯 吸收尾气防止污染空气，同时防止空气中的水蒸气进入装置E中 Fe3O4 3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2 取少量该固体，用磁铁(或铁片)靠近，若发生吸引，则推测成立(或其他合理答案)

【解析】

在装置A中浓盐酸与MnO2混合加热制取Cl2，由于浓盐酸具有挥发性，制取的Cl2中含有HCl和水蒸气，装置B中饱和食盐水用于除去HCl，装置C中浓硫酸进行Cl2的干燥，在装置D中Fe与Cl2反应产生FeCl3，在装置E中收集FeCl3，为防止Cl2污染大气，同时防止FeCl3潮解，在E支管处连接一个盛有碱石灰的干燥管，用以吸收Cl2及空气中的水蒸气。

(1)根据装置图可知仪器a名称为分液漏斗；装置B中盛有饱和食盐水，作用是除去氯气中的HCl；装置C中盛有浓硫酸，作用是干燥Cl2；

(2)在装置D中Fe与Cl2在加热条件下发生反应产生FeCl3，反应方程式为：2Fe+3Cl22FeCl3；

(3)装置D与E之间不用玻璃导气管连接，是由于FeCl3蒸气冷凝变成固体时容易发生堵塞玻璃导管现象，所以就不使用导气管，直接进入收集装置锥形瓶E中；为防止Fe粉与装置中空气里含有的氧气发生反应，应该在D装置的玻璃管内充满黄绿色气体时再点燃酒精灯；

(4)装置F是盛有碱石灰的干燥管，其作用是吸收尾气中的未反应的Cl2，防止污染空气，同时防止空气中的水蒸气进入装置E中；

(5)若不使用浓硫酸干燥Cl2，在加热时Fe与空气中的H2O蒸气发生反应产生Fe3O4和H2，反应方程式为：3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2；Fe3O4俗称磁性氧化铁，能够被磁铁吸引，也能吸引金属铁，所以证明发生该反应的实验方法是取少量该固体，用磁铁(或铁片)靠近，若发生吸引，则推测成立。