Question

某中學(xué)化學(xué)課外活動小組欲探究鐵在氯氣中燃燒產(chǎn)物的成份、性質(zhì)和用途，設(shè)計了如下實驗步驟：
（1）用下列實驗裝置制取干燥純凈的氯氣
①寫出實驗室制氯氣的離子反應(yīng)方程式

 

．
②制備并收集得到干燥純凈的氯氣，上述各裝置按氣流從左到右方向連接順序為

 

（填儀器接口的字母編號）．
③該實驗還存在不足之處，應(yīng)如何改進？

 

．
（2）某同學(xué)將一定量鐵粉與Cl₂恰好完全反應(yīng)得到一固體物質(zhì)a，然后通過實驗確定其成分．探究過程如下：
①提出假設(shè)：（請把下列假設(shè)補充完整）
假設(shè)①：該固體物質(zhì)是FeCl₃；假設(shè)②：

 

；假設(shè)③：

 

．
②設(shè)計實驗方案：
取少量固體物質(zhì)a于燒杯中，加適量水溶解，然后取兩份a溶液分別進行實驗，實驗現(xiàn)象與結(jié)論如下表，請在表格內(nèi)的橫線處填空．

實驗方法	實驗現(xiàn)象	結(jié)論
在溶液中加 KSCN溶液		固體物質(zhì)中有FeCl3
向a溶液中滴加 酸性KMnO4溶液	KMnO4溶液紫色 不褪色	固體物質(zhì)中不含

由此得出結(jié)論：假設(shè)

 

 成立（填序號①②③）．
（3）為進一步探究物質(zhì)a的性質(zhì)，他們又利用a溶液做了如下一些實驗，其中現(xiàn)象、結(jié)論均正確的是

 

（填寫序號）
A．向氫氧化鎂懸濁液中滴加a溶液出現(xiàn)紅褐色沉淀，證明Fe（OH）₃溶解度小于Mg（OH）₂溶解度
B．向a溶液中加入少量鐵粉，鐵粉溶解，溶液顏色由淺綠色變成黃色
C．向沸水中滴加a的飽和溶液，立即出現(xiàn)紅褐色沉淀
D．將a溶液加熱蒸干并灼燒，得到Fe₂O₃固體．

Answer 1

考點：探究物質(zhì)的組成或測量物質(zhì)的含量,性質(zhì)實驗方案的設(shè)計

專題：實驗設(shè)計題

分析：（1）濃鹽酸和二氧化錳在加熱條件下反應(yīng)生成氯氣、水和氯化錳，氯氣中含有氯化氫和水蒸氣，先用飽和食鹽水除去氯化氫，再通過濃硫酸吸收水蒸氣得到干燥氯氣，洗氣裝置導(dǎo)氣管是長進短出；收集氣體需要用向上排氣法收集，導(dǎo)氣管長進短出，氯氣有毒，注意不能排放到空氣中，應(yīng)有尾氣處理裝置；
（2）①根據(jù)類比法，結(jié)合鐵和硝酸反應(yīng)的產(chǎn)物，產(chǎn)物可能為FeCl₂、FeCl₃或二者的混合物；
②固體物質(zhì)中有FeCl₃，在溶液中加入KSCN溶液，溶液應(yīng)變紅，在酸性KMnO₄溶液中加入少量A，KMnO₄溶液顏色無明顯變化，說明不變含還原性物質(zhì)；
（3）a通過實驗驗證為FeCl₃
A．依據(jù)沉淀轉(zhuǎn)化原理是向更難溶的方向進行；
B．鐵和三價鐵之間反應(yīng)生成亞鐵離子；
C．沸水中氯化鐵水解生成氫氧化鐵膠體；
D．溶液加熱蒸干，水解生成的氯化氫揮發(fā)，三價鐵離子易水解生成紅褐色沉淀，氫氧化鐵加熱分解生成氧化鐵．

解答： 解：（1）①濃鹽酸和二氧化錳在加熱條件下反應(yīng)生成氯氣、水和氯化錳，反應(yīng)的離子方程式為MnO₂+4H⁺+2Cl^-

△   .

Mn²⁺+Cl₂↑+2H₂O，
故答案為：MnO₂+4H⁺+2Cl^-

△   .

Mn²⁺+Cl₂↑+2H₂O；
②制備并收集得到干燥純凈的氯氣，氯氣中含有氯化氫和水蒸氣，需要通過洗氣瓶除去，先用飽和食鹽水除去氯化氫，再通過濃硫酸吸收水蒸氣得到干燥氯氣，洗氣裝置導(dǎo)氣管是長進短出；收集氣體需要用向上排氣法收集，導(dǎo)氣管長進短出；連接順序是a、e、d、b、c、g、f；故答案為：a、e、d、b、c、g、f；
③氯氣有毒污染空氣，需要在裝置的最后連接裝有氫氧化鈉溶液的尾氣吸收裝置；
故答案為：裝置的最后需要連接裝有氫氧化鈉溶液的尾氣吸收裝置；
（2）①根據(jù)類比法，結(jié)合鐵和硝酸反應(yīng)的產(chǎn)物，產(chǎn)物可能為FeCl₂、FeCl₃或FeCl₃和FeCl₂的混合物，
故答案為：FeCl₂；FeCl₃和FeCl₂；
②固體物質(zhì)中有FeCl₃，在溶液中加入KSCN溶液，溶液應(yīng)變紅，在酸性KMnO₄溶液中加入少量A，KMnO₄溶液顏色無明顯變化，說明不變含還原性物質(zhì)，即不含F(xiàn)eCl₂；證明假設(shè)①正確；
故答案為：溶液變紅色；FeCl₂；①；
（3）A．向氫氧化鎂懸濁液中滴加a溶液出現(xiàn)紅褐色沉淀，依據(jù)沉淀轉(zhuǎn)化原理，反應(yīng)向更難溶的分析進行，證明Fe（OH）₃溶解度小于Mg（OH）₂溶解度；故A正確；
B．鐵和三價鐵之間反應(yīng)生成亞鐵離子，溶液顏色變化為黃色變化為淺綠色；故B錯誤；
C．三價鐵在沸水中水解生成氫氧化鐵膠體，故C錯誤；
D．溶液加熱蒸干，水解生成的氯化氫揮發(fā)，三價鐵離子易水解生成紅褐色沉淀，灼燒得到Fe₂O₃固體，故D正確，
故答案為：AD．

點評：本題考查物質(zhì)的性質(zhì)實驗設(shè)計，側(cè)重于學(xué)生的分析、實驗?zāi)芰Φ目疾�，為高考常見題型，題目著重于氯氣實驗室制備和氣體凈化實驗方法，物質(zhì)檢驗實驗設(shè)計和試劑選擇，注意把握實驗原理和操作方法，題目難度中等．