Question

某化学研究小组设计如下图装置制备纯净的氯化铁。

资料：

①氯化铁遇水能发生剧烈反应生成Fe(OH)₃；

②CCl₄难溶于水，密度大于水，且Cl₂在CCl₄中的溶解度远大于水中的溶解度。

回答下列问题：

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

（2）实验过程中，A、E两处有酒精灯，应先点燃___________（填“A”或“E”）处；实验完毕后，关闭旋塞K，熄灭酒精灯，由于余热的作用，A处仍有少量Cl₂产生，此时B中的现象是______________，B的作用是______________________。

（3）用量简量取20mLG中溶液。倒入密封性良好的分液漏斗中，然后再注入10mL CCl₄，盖好玻璃塞，振荡、静置、分液，分别取上层液、下层液滴在有色布条上，能使有色布条褪色的是__________（填“上层液”或“下层液”）。

（4）写出装置A中反应的离子方程式：_____________________________。实验结束后，测得装置E中的铁丝网质量增加mg，则理论上装置A中反应转移电子的物质的量为_________mol（用含m的式子回答）。

（5）有同学认为上述装置存在不足，用该装置制取的氯化铁中还含有其他杂质（不考虑铁），建议进行改进，请提出你的改进办法_____________________________。

Answer

除去氯气中的HCl杂质 浓硫酸 A 瓶中液面下降，长颈漏斗内液面上升 贮存少量Cl2，避免Cl2污染环境 下层液 MnO2+ 4H++ 2Cl-Mn2+ +Cl2↑+2H2O 在F与G之间连接一个盛有浓硫酸的洗气瓶

【解析】该实验的目的是制备纯净的氯化铁，由于氯化铁遇水能发生剧烈反应生成Fe(OH)3，所以该实验成功的关键是反应装置绝对干燥。观察装置，A装置产生Cl2，通过浓盐酸和二氧化锰加热制得的氯气中还有HCl气体和水蒸气，则Cl2进入E装置前应把这些杂质除去，所以C装置的目的是除去Cl2中的HCl，D装置的目的是除去Cl2中的水蒸气，纯净的Cl2进入E装置与铁在加热条件下反应生成氯化铁，多余的Cl2进入F装置，最后通入水中，进行尾气处理。

（1）A装置产生的Cl2中还有HCl气体和水蒸气杂质，则Cl2进入E装置前应把这些杂质除去，所以试剂X的目的是除去Cl2中的HCl，试剂Y的目的是除去Cl2中的水蒸气，试剂Y则为浓硫酸。

（2）实验过程中，A、E两处有酒精灯，应先点燃A，先产生Cl2，使Cl2充满整个装置；实验完毕后，关闭旋塞K，熄灭酒精灯，由于余热的作用，A处仍有少量Cl2产生，此时Cl2进入B中，在饱和食盐水中溶解度很小，B瓶内压强增大，产生的现象是瓶中液面下降，长颈漏斗内液面上升；则B的作用是储存少量Cl2，避免Cl2污染环境；

（3）用量简量取20mLG中溶液，G中的溶液为氯水，注入10mL CCl4，盖好玻璃塞，振荡、静置、分液，因为CCl4难溶于水，密度大于水，且Cl2在CCl4中的溶解度远大于水中的溶解度。所以得到的上层液为水，下层是Cl2的CCl4中的溶液。分别取上层液、下层液滴在有色布条上，能使有色布条褪色的是下层液；

（4）装置A中反应的离子方程式：MnO2+ 4H++ 2Cl-Mn2+ +Cl2↑+2H2O ；实验结束后，测得装置E中的铁丝网质量增加mg，增重即为Cl的质量，n（Cl）= ，氯由0价降到-1价，故转移电子的物质的量为

（5）该实验成功的关键是反应装置绝对干燥，所以该装置的不足是E装置右边没有干燥装置，所以改进办法是在F与G之间连接一个盛有浓硫酸的洗气瓶。