Question

10．实验室利用下列装置可以准备FeCl₃（加热、夹持装置和固定装置已略去）．圆底烧瓶中盛装KMnO₄，分液漏斗中盛装浓盐酸，B中盛装纯铁粉．已知信息：①FeCl₃的熔点为306℃，沸点为315℃．②FeCl₃遇水蒸气会产生白雾．请回答下列问题：

（1）检查A装置气密性的操作方法是A连接导气管，将导气管放入水中，关闭分液漏斗活塞，微热圆底烧瓶或用热毛巾捂住容器，观察水中的导气管口是否有气泡冒出，如有气泡冒出，停止微热或拿走热毛巾，导气管内有一段水柱，说明气密性良好．
（2）按气流由左向右流动的方向为A→F→D→B→E→C相连进行实验．
（3）C装置的作用是防止空气中的水蒸气进入装置E与氯化铁反应，吸收剩余Cl₂防止污染空气．
（4）用0.2mol的高锰酸钾固体和足量的浓盐酸完全反应后，得到标准状况下氯气的体积为11.2L，则含锰元素的生成物中锰元素的化合价为+2．
（5）写出A装置中发生反应的化学方程式，并标出电子转移的方向和数目．
（6）检验产品中是否含有FeCl₂的实验方案为取少量FeCl₃固体溶于水，滴加酸性KMnO₄溶液，如果KMnO₄溶液褪色，说明含有FeCl₂，如果KMnO4溶液不褪色，说明不含FeCl₂．

Answer 1

分析 （1）在导管上连接橡胶导管和弯导管，旋紧胶塞，关闭分液漏斗活塞，将导管一端浸入水中，用双手捂住锥形瓶，若导管口冒出气泡，则气密性好或在导管上连接橡胶导管，夹上止水夹，旋紧胶塞，向分液漏斗中加水，打开活塞，水滴了一会儿不再流下，则气密性好；
（2）利用装置制备氯化铁，FeCl₃遇水蒸气会产生白雾，制得氯化铁不能接触到水蒸气，圆底烧瓶中盛装KMnO₄，分液漏斗中盛装浓盐酸制备氯气，氯气中含有水蒸气和氯化氢，需要通过饱和食盐水除去氯化氢，通过浓硫酸除去水蒸气，得到干燥的氯气和铁加热反应生成氯化铁，FeCl₃的熔点为306℃，沸点为315℃，氯化铁蒸气在装置E中冷却收集，最后装置连接干燥管C目的是防止空气中的水蒸气进入装置E；
（3）上述分析可知，连接干燥管C目的是防止空气中的水蒸气进入装置E与氯化铁反应；
（4）依据元素化合价变化结合电子守恒计算得到锰元素化合价；
（5）A装置中发生反应为高锰酸钾和浓盐酸反应生成氯化锰，氯化钾，氯气和水，结合电子守恒配平书写，标注电子得失数；
（6）利用亚铁离子具有还原性，遇到氧化剂高锰酸钾溶液发生氧化还原反应，使溶液褪色设计实验检验．

解答 解：（1）装置气密性检查是利用装置内压强变化引起液面的变化设计方向，A连接导气管，将导气管放入水中，关闭分液漏斗活塞，微热圆底烧瓶或用热毛巾捂住容器，观察水中的导气管口是否有气泡冒出，如有气泡冒出，停止微热或拿走热毛巾，导气管内有一段水柱，说明气密性良好，
故答案为：A连接导气管，将导气管放入水中，关闭分液漏斗活塞，微热圆底烧瓶或用热毛巾捂住容器，观察水中的导气管口是否有气泡冒出，如有气泡冒出，停止微热或拿走热毛巾，导气管内有一段水柱，说明气密性良好；
（2）利用装置制备氯化铁，FeCl₃遇水蒸气会产生白雾，制得氯化铁不能接触到水蒸气，圆底烧瓶中盛装KMnO₄，分液漏斗中盛装浓盐酸制备氯气，氯气中含有水蒸气和氯化氢，需要通过饱和食盐水除去氯化氢，通过浓硫酸除去水蒸气，得到干燥的氯气和铁加热反应生成氯化铁，FeCl₃的熔点为306℃，沸点为315℃，氯化铁蒸气在装置E中冷却收集，最后这张连接干燥管防止空气中的水蒸气进入装置E，装置连接顺序为：A-F-D-B-E-C，
故答案为：F；D；B；E；C；
（3）FeCl₃遇水蒸气会产生白雾，装置E不能进入空气，连接干燥管C目的是防止空气中的水蒸气进入装置E与氯化铁反应，同时吸收过量的氯气，防止污染空气，
故答案为：防止空气中的水蒸气进入装置E与氯化铁反应，吸收剩余Cl₂防止污染空气；
（4）用0.2mol的高锰酸钾固体和足量的浓盐酸完全反应后，得到标准状况下氯气的体积为11.2L，折锰元素化合价变化为x，
0.2mol×（7-x）=$\frac{11.2L}{22.4L/mol}$×2
得到x=2，
故答案为：+2；
（5）KMnO₄反应，锰元素化合价+7价变化为+2价，氯元素化合价-1价变化为0价，结合电子守恒配平书写化学方程式为16HCl+2KMnO₄=2KCl+2MnCl₂+5Cl₂↑+8H₂O，电子转移10，则双线桥标注的氧化还原反应电子转移方程式为：，
故答案为：；
（6）利用亚铁离子具有还原性，遇到氧化剂高锰酸钾溶液发生氧化还原反应，使溶液褪色设计实验检验，取少量FeCl₃固体溶于水，滴加酸性KMnO₄溶液，如果KMnO₄溶液褪色，说明含有FeCl₂，如果KMnO4溶液不褪色，说明不含FeCl₂，
故答案为：取少量FeCl₃固体溶于水，滴加酸性KMnO₄溶液，如果KMnO₄溶液褪色，说明含有FeCl₂，如果KMnO4溶液不褪色，说明不含FeCl₂．

点评 本题考查了物质性质和氧化还原反应分析，实验设计方法，装置连接顺序和原则，注意知识积累，掌握基础是关键，题目难度中等．