【題目】FeCl2是一種常用的還原劑、媒染劑。某化學(xué)小組同學(xué)在實驗室里用如下兩種方法來制備無水FeCl2。有關(guān)物質(zhì)的性質(zhì)如下:

C6H5Cl(氯苯)

C6H4Cl2(二氯苯)

FeCl3

FeCl2

溶解性

不溶于水,易溶于苯、乙醇

不溶于C6H5Cl、C6H4Cl2、苯,易溶于乙醇,易吸水

熔點/

-45

53

易升華

沸點/

132

173

-

-

請回答下列問題:

1)利用反應(yīng)2FeCl3+C6H5Cl→2FeCl2+C6H4Cl2+HCl制取無水FeCl2并測定FeCl3的轉(zhuǎn)化率。按上圖裝置,在三頸燒瓶中放入32.5g無水氯化鐵和過量的氯苯。打開K1、K2,關(guān)閉K3,通一段時間H2后關(guān)閉K2,控制三頸燒瓶內(nèi)反應(yīng)溫度在128-139℃,反應(yīng)一段時間。反應(yīng)完成后打開K2再通氫氣一段時間。

①儀器a的名稱是______,裝置B中盛裝的試劑是______。

②反應(yīng)后再通入H2的目的是______

③冷卻實驗裝置,將三頸燒瓶內(nèi)物質(zhì)倒出,經(jīng)過濾、用苯洗滌、干燥后,得到粗產(chǎn)品,回收濾液中C6H5Cl的操作方法是______。

④反應(yīng)后將錐形瓶中溶液配成250mL溶液,取25.00mL所配溶液,用0.4molL-1NaOH溶液滴定,消耗NaOH溶液23.60mL,則氯化鐵的轉(zhuǎn)化率為______

2)打開K1、K3,關(guān)閉K2,通氫氣與氯化鐵反應(yīng)制取無水FeCl2。

①寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式______。

②實驗制得FeCl2后并防止氧化的操作是______。

③請指出該制備方法的缺點______

【答案】球形冷凝管 無水CaCl2(或硅膠、P2O5 將反應(yīng)器中的HCl氣體全部排入到錐形瓶內(nèi),使其被充分吸收 蒸餾濾液,并收集132的餾分 94.4% H2+2FeCl32FeCl2 + 2HCl 先熄滅酒精燈,再繼續(xù)通入氫氣一段時間 氯化鐵易升華,轉(zhuǎn)化率低;導(dǎo)管易堵塞

【解析】

1)①根據(jù)常見儀器的構(gòu)造及用途作答;裝置B的作用是防止外界水蒸氣進入三頸燒瓶,據(jù)此作答;

②從氯化氫氣體充分吸收角度考慮;

③根據(jù)題中所給的表格,結(jié)合C6H5ClC6H4Cl2的沸點數(shù)據(jù)作答;

④根據(jù)氫氧化鈉與鹽酸按1:1反應(yīng)可求出反應(yīng)消耗的HCl的物質(zhì)的量,再根據(jù)已知反應(yīng)方程式2FeCl3+ C6H5Cl→2FeCl2+ C6H4Cl2+HCl,得出樣品中反應(yīng)的FeCl3的物質(zhì)的量,再依據(jù)產(chǎn)品中FeCl3的轉(zhuǎn)化率 = ×100%得出結(jié)論;

2)①根據(jù)已知信息氫氣與氯化鐵反應(yīng)生成無水FeCl2作答;

FeCl2極易被空氣氧化為FeCl3,裝置中需充滿還原性氣體;

③結(jié)合表格數(shù)據(jù)從氯化亞鐵升華的角度即導(dǎo)管可操作性不強的角度考慮其缺點。

1)①儀器a的名稱為球形冷凝管,裝置B的作用是防止外界水蒸氣進入三頸燒瓶中影響實驗,其中的干燥劑不能吸收HCl,因為最后的尾氣處理中用水吸收氯化氫,還可以得到副產(chǎn)品鹽酸,故盛放的試劑可以是無水CaCl2,或其他不與HCl反應(yīng)的試劑,如P2O5或硅膠等,

故答案為:球形冷凝管;無水CaCl2(或硅膠、P2O5);

②反應(yīng)后再通入H2,可將反應(yīng)器中的HCl氣體全部吹入裝置C,使其被充分吸收,操作更規(guī)范,同時使后續(xù)測量氯化鐵轉(zhuǎn)化率更精準(zhǔn),

故答案為:將反應(yīng)器中的HCl氣體全部排入到錐形瓶內(nèi),使其被充分吸收;

③由題中表格所給數(shù)據(jù)可知,C6H5Cl的沸點為132,C6H4Cl2的沸點為173,利用沸點不同回收濾液中C6H5Cl可采用蒸餾法,即蒸餾濾液,收集132的餾分,

故答案為:蒸餾濾液,并收集132的餾分;

NaOHHCl1:1完全反應(yīng),則標(biāo)準(zhǔn)NaOH溶液滴定的鹽酸的物質(zhì)的量 = 0.4 mol·L-1×23.60×10-3 L = 9.44×10-3 mol,則錐形瓶中鹽酸的物質(zhì)的量=×9.44×10-3 mol = 9.44×10-2 mol,再根據(jù)已知關(guān)系式2FeCl31HCl可知,消耗的FeCl3的物質(zhì)的量 = 2×9.44×10-2 mol = 0.1888 mol,故FeCl3的轉(zhuǎn)化率 = ×100% = ×100% = 94.4%

故答案為:94.4%;

2)①氫氣與氯化鐵反應(yīng)時,氫氣作為還原劑,還原氯化鐵為氯化亞鐵,其反應(yīng)的方程式可表示為:H2+2FeCl32FeCl2 + 2HCl,

故答案為:H2+2FeCl32FeCl2 + 2HCl;

②實驗通過氫氣與FeCl3反應(yīng)制得FeCl2后,為防止FeCl2被氧化,先熄滅酒精燈,再繼續(xù)通入氫氣一段時間,以排盡裝置中的空氣,

故答案為:先熄滅酒精燈,繼續(xù)通入氫氣一段時間;

③根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知,因氯化亞鐵易升華,則用加熱的方法制備氯化亞鐵,會導(dǎo)致轉(zhuǎn)化率降低,且導(dǎo)管易堵塞,

故答案為:氯化鐵易升華,轉(zhuǎn)化率低;導(dǎo)管易堵塞。

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】實驗室用有機含碘(主要以I2和IO3的形式存在)廢水制備單質(zhì)碘的實驗流程如下:

已知:Ⅰ.碘的熔點為113 ℃,但固態(tài)的碘可以不經(jīng)過熔化直接升華;

Ⅱ.粗碘中含有少量的Na2SO4雜質(zhì)。

下列說法正確的是

A. 操作①和③中的有機相從分液漏斗上端倒出

B. 操作②中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為IO3+3SO32-===I+3SO42-

C. 操作④為過濾

D. 操作⑤可用如圖所示的水浴裝置進行

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】(1)鐵釘在氯氣中被銹蝕為棕褐色物質(zhì)FeCl3,而在鹽酸中生成淺綠色的FeCl2溶液。在Cl2、Cl、H中,具有氧化性的是____________,其中氧化性最強的是____________。

(2)鹽酸在不同的反應(yīng)中可以分別表現(xiàn)出酸性、氧化性和還原性,F(xiàn)在有如下三個反應(yīng),請寫出鹽酸在三個反應(yīng)中分別起何種作用:

Zn+2HCl===ZnCl2+H2____________________

NaOH+HCl===NaCl+H2O__________________;

2HClH2↑+Cl2________________________

(3)鐵釘在氯氣中被銹蝕成棕褐色物質(zhì)FeCl3,而在鹽酸中生成淺綠色溶液(FeCl2);向濃鹽酸中滴加KMnO4溶液產(chǎn)生淡黃綠色氣體(Cl2)。在Cl2、H中,__________________氧化性最強。

(4)高錳酸鉀與氫溴酸溶液可以發(fā)生下列反應(yīng):2KMnO4+16HBr===5Br2+2MnBr2+2KBr+8H2O。其中還原劑是________________。若消耗15.8 g氧化劑,則被氧化的還原劑的質(zhì)量是______________g。HBr的作用是____________________。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】某體積可變的密閉容器中盛有適量的N2H2的混合氣體,在一定條件下發(fā)生反應(yīng):N2(g)+3 H2 (g) 2NH3(g),若維持溫度和壓強不變,當(dāng)達到平衡時,容器的體積為V L,其中NH3的體積是0.1 V L。下列說法正確的是

A. 原混合氣體的體積為1.2V L B. 反應(yīng)達平衡時N2消耗掉0.2 V L

C. 原混合氣體的體積為1.1VL D. 反應(yīng)達平衡時H2消耗掉0.5 V L

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】全釩氧化還原電池是一種新型可充電池,不同價態(tài)的含釩離子作為正極和負極的活性物質(zhì),分別儲存在各自的酸性電解液儲罐中。其結(jié)構(gòu)原理如圖所示,該電池放電時,右槽中的電極反應(yīng)為:V2+-e-=V3+,下列說法正確的是( )

A.放電時,右槽發(fā)生還原反應(yīng)

B.放電時,左槽的電極反應(yīng)式:VO2++2H++e-=VO2++H2O

C.充電時,每轉(zhuǎn)移1mol電子,n(H+)的變化量為1mol

D.充電時,陰極電解液pH升高

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】從海水中提取鎂,可按如下步驟進行:

①把貝殼制成石灰乳;

②在引入的海水中加入石灰乳,沉降、過濾、洗滌沉淀物;

③將沉淀物與鹽酸反應(yīng),結(jié)晶過濾、在HCl氣體氛圍中干燥產(chǎn)物;

④將得到的產(chǎn)物熔融電解得到鎂。

下列說法不正確的是(

A. 此法的優(yōu)點之一是原料來源豐富B. ①②③步驟的目的是從海水中提取鎂鹽

C. ①②③步驟涉及化合、分解和復(fù)分解反應(yīng)D. 第①到第④步的反應(yīng)都是氧化還原反應(yīng)

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】研究發(fā)現(xiàn),NOxSO2是霧霾的主要成分。

Ⅰ.NOx主要來源于汽車尾氣。

已知:N2(g)+O2(g)2NO(g) △H=+180.50 kJ·mol-1

2CO(g)+O2(g)2 CO2(g) △H=-566.00kJ·mol-1

(1)為了減輕大氣污染,人們提出在汽車尾氣排氣管口采用催化劑將NO和CO轉(zhuǎn)化成無污染氣體參與大氣循環(huán)。寫出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式_________________。

(2)T℃時,將等物質(zhì)的量的NO和CO充入容積為2L的密閉容器中,保持溫度和體積不變,反應(yīng)過程(0-15min)中NO的物質(zhì)的量隨時間變化的關(guān)系如右圖所示。

①T℃時該化學(xué)反應(yīng)的平衡常數(shù)K=_______________;平衡時若保持溫度不變,再向容器中充入CO、N20.8mol,平衡將_______移動。(填向左向右不)

②圖中a、b分別表示在一定溫度下,使用質(zhì)量相同但表面積不同的催化劑時,達到平衡過程中n(NO)的變化曲線,其中表示催化劑表面積較大的曲線是__________(填ab)。

③15min時,若改變外界反應(yīng)條件,導(dǎo)致n(NO)發(fā)生如圖所示的變化,則改變的條件可能是_______。

SO2主要來源于煤的燃燒。燃煤煙氣的脫硫減排是減少大氣中含硫化合物污染的關(guān)鍵。

(3)用純堿溶液吸收SO2可將其轉(zhuǎn)化為HSO3。該反應(yīng)的離子方程式是___________________。

(4)如圖電解裝置可將霧霾中的NO、SO2分別轉(zhuǎn)化為NH4+和SO42-。物質(zhì)A的化學(xué)式為_____________,陰極的電極反應(yīng)式是________________________。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】某反應(yīng)過程能量變化如圖所示,下列說法正確的是

A. 反應(yīng)過程a有催化劑參與

B. 該反應(yīng)為吸熱反應(yīng),熱效應(yīng)等于△H

C. 有催化劑的條件下,反應(yīng)的活化能等于E1+E2

D. 改變催化劑,可改變該反應(yīng)的活化能

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】(加試題)煙氣(主要污染物SO2NO、NO2)的大量排放造成嚴(yán)重的大氣污染,國內(nèi)較新研究成果是采用以尿素為還原劑的脫硫脫硝一體化技術(shù)。

(1)脫硫總反應(yīng):SO2(g)CO(NH2)2(aq)2H2O(l)1/2O2(g)(NH2)SO4(aq)CO2(g),已知該反應(yīng)能自發(fā)進行,則條件是____(高溫、低溫任何溫度”)。

(2)電解稀硫酸制備O3(原理如圖),則產(chǎn)生O3的電極反應(yīng)式為______。

(3)室溫下,往恒容的反應(yīng)器中加入固定物質(zhì)的量的SO2NO,通入O3充分混合。反應(yīng)相同時間后,各組分的物質(zhì)的量隨n(O3)n(NO)的變化見上圖。

n(NO2)n(O3)n(NO)的變化先增加后減少,原因是____。

臭氧量對反應(yīng)SO2(g)O3(g)SO3(g)O2(g)的影響不大,試用過渡態(tài)理論解釋可能原因__

(4)通過控制變量法研究脫除效率的影響因素得到數(shù)據(jù)如下圖所示,下列說法正確的是____。

A. 煙氣在尿素溶液中的反應(yīng):v(脫硫)v(脫硝)

B. 尿素溶液pH的變化對脫硝效率的影響大于對脫硫效率的影響

C. 強酸性條件下不利于尿素對氮氧化物的脫除

D. pH=7的尿素溶液脫硫效果最佳

(5)尿素的制備:2NH3(g)CO2(g)CO(NH2)2(s)H2O(g) ΔH0。一定條件下,往10 L恒容密閉容器中充入2 mol NH31 mol CO2。

該反應(yīng)10 min 后達到平衡,測得容器中氣體密度為4.8 g·L1,平衡常數(shù)K=__

上圖是該條件下,系統(tǒng)中尿素的物質(zhì)的量隨反應(yīng)時間的變化趨勢,當(dāng)反應(yīng)時間達到3min 時,迅速將體系升溫,請在圖中畫出3~10 min 內(nèi)容器中尿素的物質(zhì)的量的變化趨勢曲線__________

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