Question

氯化锌(ZnCl₂)可用作有机合成脱水剂、催化剂、缩合剂等。某实验小组在实验室采用HCl气体“置换”除水与ZnCl₂升华相结合的方法从市售的氯化锌[含Zn(OH)Cl]制备高纯度无水氯化锌，装置如图所示。

实验步骤：

①仪器连接完毕后，打开恒压滴液漏斗活塞，同时通入干燥纯净的N₂。

②对管式炉I、管式炉II进行加热，管式炉I加热至150℃时开始反应，保持一段时间至置换除水完全再升温，继续升温约至550℃时不再有水蒸气蒸出。

③对管式炉I继续升温至770～800℃之间，至ZnCl₂全部升华至管式炉II，停止加热管式炉I，并关闭恒压滴液漏斗活塞。

④继续通N₂至尾气不再显酸性为止，在N₂保护下将升华ZnCl₂粉末分装在已知重量一端封闭的玻璃管中，用焊枪封口，称重，备用。

请回答下列问题：

（1）仪器a的名称为___，恒压滴液漏斗的作用为___。

（2）HCl气体“置换”除水的化学反应方程式为___。

（3）步骤②对管式炉II进行加热的目的为___。

（4）步骤②、③仍一直通入N₂的目的分别为___、___。

（5）如无装置D，则会导致的后果为___。

Answer

三颈烧瓶 平衡压强，保证浓硫酸顺利滴下 Zn(OH)Cl＋HClZnCl2＋H2O 保证炉Ⅰ中生成的水仍以气态存在 带走炉Ⅰ中生成的水蒸气 将炉Ⅰ中升华的ZnCl2全部带至炉Ⅱ中 装置E中的水蒸气进入管式炉Ⅱ中，无法收集到无水ZnCl2

【解析】

由图可知，利用浓硫酸的高沸点、酸性，氯化钠固体、浓硫酸加热反应生成HCl，用浓硫酸干燥氯化氢；氯化锌升华进入管式炉Ⅱ，凝华得到高纯度无水氯化锌，实验结束时应该先撤去管式炉Ⅱ的加热，再撤去管式炉Ⅰ；D为干燥装置，防止氯化锌吸水潮解，E为尾气处理装置，避免氯化氢污染空气。

(1)a为三颈烧瓶，恒压滴液漏斗可以保证装置内部压强不变，使得恒压滴液漏斗与三颈烧瓶内压强相等，使浓硫酸顺利滴下；答案：三颈烧瓶；平衡压强，保证浓硫酸顺利滴下；

(2)在加热条件下装置D中Zn(OH)Cl和HCl反应生成ZnCl2和水，发生反应的化学方程式为Zn(OH)Cl＋HClZnCl2＋H2O；

(3)步骤②对管式炉Ⅱ进行加热的目的是保证管式炉Ⅰ中生成的水仍以气态存在，水蒸气随HCl和氮气气流进入尾气吸收装置，然后将管式炉Ⅰ升至更高的温度使氯化锌升华进入管式炉Ⅱ的石英管，答案为：保证管式炉Ⅰ的生成的水仍以气态存在；

(4)步骤②、③通入N2的作用分别是带走炉Ⅰ中生成的水蒸气和带走升华的ZnCl2气体使其到达炉Ⅱ中，答案：带走炉Ⅰ中生成的水蒸气；将炉Ⅰ中升华的ZnCl2全部带至炉Ⅱ中；

(5)装置D的作用是防止装置E中的水蒸气进入管式炉Ⅱ，若无装置D，则无法收集到无水氯化锌，答案：装置E中的水蒸气进入管式炉Ⅱ，无法收集到无水氯化锌。