无水氯化亚铁用于制造铁系催化剂、印染的媒染剂和染料还原剂,还可用于冶金、医药、照相等行业.一实验小组模仿工业方法制取氯化亚铁,设计装置如下
通过查阅相关资料可知:
①在持续高温500℃时,铁与纯净、干燥Cl2反应可生成FeCl2,在温度较低时可生成FeCl3;
②FeCl3熔沸点低,易升华.
根据以上信息回答相关的问题
(1)abc仪器组合成制取氯气的装置,反应无需加热,请写出a容器内所发生的化学反应方程式
(2)d、e盛装的药品分别是和,f、g的作用是
(3)反应器为硬质玻璃管,纯净铁粉与氯气在500℃左右反应.
①化学反应方程式为
②实验操作顺序是:组装仪器、、装入药品、、停止加热、关闭c的活塞.
(4)实验小组记录的实验现象如下:

观察到的部分现象
第一次实验反应器中有白雾、红色固体、g瓶有白雾和黄绿色气体
第二次实验反应器中有绿色晶体,g瓶有红棕色的烟和黄绿色气体
第三次实验反应器中有绿色晶体,g瓶有黄绿色气体

①第一次实验,发现e瓶没有盛装任何药品,所以得到红色固体,其原因是
②第二次实验,g瓶有红棕色的烟,其原因是
(5)第三次实验得到的固体,最可能含有微量杂质是,如果需要配制约2~3mol/L的染料还原剂溶液,则无需除去,理由是
考点:制备实验方案的设计
专题:实验设计题
分析:(1)在实验室中在常温下一般用高锰酸钾溶液和浓盐酸发生反应来制取氯气;
(2)由于浓HCl有挥发性,而且反应是在溶液中制取的,所以氯气中含有杂质HCl和水蒸气.在d装置中用饱和的食盐水来除去HCl;在装置e盛装有浓硫酸来对氯气进行干燥.f、g的作用是作为安全瓶来防止倒吸现象的发生;
(3)①纯净铁粉与氯气在500℃左右反应制取FeCl2;
②有气体参加的反应或制取气体的反应,在实验前一定要先检查装置的气密性,然后再进行实验.实验操作顺序是:组装仪器、检验装置的气密性、活塞、装入药品、先加热、再打开c的活塞、停止加热、关闭c的活塞;
(4)①第一次实验,发现e瓶没有盛装任何药品,则氯气没有干燥,生成的盐发生水解,首先生成了氢氧化亚铁,在空气中被氧化为氢氧化铁,在灼烧时发生分解反应,最终得到红棕色的三氧化二铁;
②第二次实验,加热时温度没有维持至500℃左右,在温度较低时生成了氯化铁,由于氯化铁熔沸点低,受热时变成气体进入在g瓶中,使g瓶有红棕色的烟;
(5)第三次实验得到的固体,最可能含有微量杂质是金属Fe的单质.如果需要配制约2~3mol/L的染料还原剂溶液,由于Fe2+容易被空气中的氧气氧化,而铁单质可以防止Fe2+被氧化,因此该杂质无需除去.
解答: 解:(1)abc仪器组合成制取氯气的装置,反应无需加热,a容器内所发生的化学为常温下一般用高锰酸钾溶液和浓盐酸发生反应来制取氯气,反应方程式:2KMnO4+16HCl=2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O;
故答案为:2KMnO4+16HCl=2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O;
(2)由于浓HCl有挥发性,而且反应是在溶液中制取的,所以氯气中含有杂质HCl和水蒸气.在d装置中用饱和的食盐水来除去HCl;在装置e盛装有浓硫酸来对氯气进行干燥.f、g的作用是作为安全瓶来防止倒吸现象的发生;
故答案为:饱和食盐水、浓硫酸 安全、防止倒吸;
(3)①纯净铁粉与氯气在500℃左右反应是氯化亚铁,反应的化学方程式:Fe+Cl2FeCl2;
故答案为:Fe+Cl2FeCl2;
②有气体参加的反应或制取气体的反应,在实验前一定要先检查装置的气密性,然后再进行实验.实验操作顺序是:组装仪器、检验装置的气密性、活塞、装入药品、先加热、再打开c的活塞、停止加热、关闭c的活塞;
故答案为:检验装置的气密性、先加热、再打开c的活塞;
(4)①第一次实验,发现e瓶没有盛装任何药品,则氯气没有干燥,生成的盐发生水解,首先生成了氢氧化亚铁,在空气中被氧化为氢氧化铁,在灼烧时发生分解反应,最终得到红棕色的三氧化二铁;
故答案为:氯气没有干燥,生成的盐发生水解,生成了氢氧化物,最终分解得到三氧化二铁;
②第二次实验,加热时温度没有维持至500℃左右,在温度较低时生成了氯化铁,由于氯化铁熔沸点低,受热时变成气体进入在g瓶中,使g瓶有红棕色的烟;
故答案为:加热时温度没有维持至500℃左右,在温度较低时生成了氯化铁,由于氯化铁熔沸点低,受热时变成气体进入在g瓶中;
(5)第三次实验得到的固体,最可能含有微量杂质是金属Fe的单质.如果需要配制约2~3mol/L的染料还原剂溶液,由于Fe2+容易被空气中的氧气氧化,而铁单质可以防止Fe2+被氧化,因此该杂质无需除去;
故答案为:铁单质,铁单质可以防止Fe2+被氧化;
点评:本题考查了物质制备实验设计的分析的,物质性质的分析应用,注意装置作用和步骤的分析判断,掌握基础是关键,题目难度中等.