Question

【題目】氯化亞鐵常用于檢測硒、污水處理等，其制備和元素含量測定方法有多種。 請回答下列問題：

(1)方法一：用H2還原無水FeCl3制備， 已知FeCl2、 FeCl3易吸水。實驗所需裝置如下：

按氣流從左到右的方向，裝置的連接順序為_________(儀器可重復(fù)使用)。

(2)方法二：用如圖裝置(夾持裝置省略)制備氯化亞鐵，發(fā)生反應(yīng)2FeCl3+C6H6Cl→ 2FeCl2+C6H4Cl2+HCl。向A中加入無水氯化鐵和氯苯，控制反應(yīng)溫度在一定范圍加熱一段時間。

相關(guān)物質(zhì)的部分物理性質(zhì)如表：

	C6H5Cl(氯苯)	對二氯苯	鄰二氯苯	FeCl3	FeCl2
溶解性	不溶于水，易溶于苯			不溶于C6H5Cl、C6H4Cl2、苯
熔點/℃	-45	53	-15	—	—
沸點/℃	132	173	180.5	—	—

①儀器B的名稱是_________； 反應(yīng)的溫度最好控制在______左右：反應(yīng)結(jié)束后，冷卻實驗裝置，將儀器A內(nèi)物質(zhì)經(jīng)過濾、洗滌、干燥后，得到粗產(chǎn)品。洗滌所用的試劑是________。

②通過燒杯中的現(xiàn)象變化可監(jiān)測反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率，則燒杯C中所加試劑是_______。

③過濾液中含氯苯、鄰二氯苯和對二氯苯，下列方法可用于鑒別氯苯和對二氯苯的是________。

a.質(zhì)譜法 b.核磁共振氫譜法 c.元素分析法

(3)某同學(xué)用滴定法測定產(chǎn)品中鐵元素含量，其測定過程如圖：

①該過程中酸溶時選擇的最佳試劑是____；還原劑是_______。

②若滴定過程中消耗c mol·L-1KMnO4溶液VmL，則樣品中鐵元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是_____。 (用含a、c、V的代數(shù)式表示)

Answer 1

【答案】BCDCE或者BACDCE 球形冷凝管 132℃ 苯 滴有酚酞的氫氧化鈉溶液或者硝酸銀溶液 ab 稀硫酸（H2SO4） 銅（Cu）

【解析】

(1)用氫氣還原無水氯化鐵制備氯化亞鐵。裝置B制備氫氣，制得氫氣中混有揮發(fā)出來的HCl和水蒸氣，裝置A可以進行除雜HCl氣體同時檢驗氣體流速， C裝置進行除雜HCl氣體同時干燥氫氣，因此C裝置應(yīng)盛放堿石灰。D裝置用于氫氣還原氯化鐵的發(fā)生裝置，E裝置點燃剩余的氫氣。由于FeCl2、 FeCl3易吸水，D裝置后面也需要連接干燥裝置，防止空氣中的水蒸氣進入D。因此裝置的連接順序為BCDCE或者BACDCE；

(2) ①儀器B的名稱是球形冷凝管；反應(yīng)容器中溫度控制在132℃，對應(yīng)化學(xué)反應(yīng)速率最快，若溫度過高，氯苯揮發(fā)降低了原料的利用率，因此反應(yīng)的溫度最好控制在132℃左右；反應(yīng)結(jié)束后，冷卻實驗裝置，儀器A內(nèi)有四種物質(zhì)C6H5Cl(氯苯)、二氯苯、FeCl3、FeCl2，經(jīng)過過濾得固體FeCl2（主要）和FeCl3（未反應(yīng)完），根據(jù)溶解度用苯洗去固體表面的氯苯以及二氯苯，干燥得粗產(chǎn)品，故洗滌所用的試劑是苯；

②過程中生成的HCl氣體通過導(dǎo)氣管進入C裝置中，C裝置的作用吸收揮發(fā)出來的HCl氣體同時反饋反應(yīng)進行的程度，若燒杯C中所加試劑是滴有酚酞的氫氧化鈉溶液，反應(yīng)開始后，C燒杯中堿性減弱酚酞顏色會逐漸變淺，若顏色不在變化說明三頸燒瓶中反應(yīng)完全；若燒杯C中所加試劑是硝酸銀溶液，開始反應(yīng)后C中出現(xiàn)白色沉淀氯化銀，若沉淀不再增加，說明三頸燒瓶中反應(yīng)完全；故通過燒杯中的現(xiàn)象變化可監(jiān)測反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率，則燒杯C中所加試劑是滴有酚酞的氫氧化鈉溶液或者硝酸銀溶液；

③質(zhì)譜法用于測定有機物的相對分子質(zhì)量，不能區(qū)分同分異構(gòu)體，可以鑒別氯苯和對二氯苯；核磁共振氫譜用于檢測有機物中的等效氫，氯苯中等效氫有3種，對二氯苯中的等效氫有1種，可以鑒別氯苯和對二氯苯；元素分析法包括定量分析和定性分析，定性分析只能測定有機物中元素的種類，定量分析法可以測定元素種類和含量；本題只說元素分析沒有指明是定量還是定性分析，那么不一定能鑒別氯苯和對二氯苯。故可用于鑒別氯苯和對二氯苯的是質(zhì)譜法和核磁共振氫譜法，選ab；

(3) ①該過程溶解不能選用鹽酸，引入的Cl－會與高錳酸鉀發(fā)生氧化還原反應(yīng)，對數(shù)據(jù)有干擾，也不能使用硝酸，具有氧化性，在后續(xù)加入過量還原劑會產(chǎn)生污染性氣體，故酸溶時選擇最佳的試劑是稀硫酸；還原劑選用過量的銅，不與濾液中的硫酸反應(yīng)，只與Fe2(SO4)3反應(yīng)，反應(yīng)完成后過濾進行分離。若選用鐵會引入鐵元素干擾數(shù)據(jù)。故還原劑是銅；

②根據(jù)測定過程中的化學(xué)反應(yīng)原理MnO4－+5Fe2++8H+= Mn2++5Fe3++4H2O，n（KMnO4）= c mol·L-1×V×10-3L=10-3cVmol，則25mL濾液中有n（Fe2+）=5n（KMnO4）=5×10-3cVmol，則250mL濾液中有n（Fe2+）=5×10-2cVmol，m（Fe2+）=2.8 cV g，則a g樣品中鐵元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是。