Question

20．工業(yè)上，向500-600℃的鐵屑中通入氯氣生產(chǎn)無(wú)水氯化鐵；向熾熱鐵屑中通入氯化氫生產(chǎn)無(wú)水氯化亞鐵．現(xiàn)用如圖所示的裝置模擬上述過(guò)程進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．

回答下列問(wèn)題：
（1）制取無(wú)水氯化鐵的實(shí)驗(yàn)中，A中反應(yīng)的化學(xué)方程式為MnO₂+4H⁺+2Cl^-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Mn²⁺+Cl₂↑+2H₂O，當(dāng)生成1molCl₂時(shí)，轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為2N_A，玻璃絲的作用是防堵塞，裝置B中加入的試劑是濃硫酸．裝置D中加入的試劑是NaOH溶液．
（2）制取無(wú)水氯化亞鐵的實(shí)驗(yàn)中，尾氣的成分是HCl和H₂．若仍用D的裝置進(jìn)行尾氣處理，存在的問(wèn)題是發(fā)生倒吸、可燃性氣體H₂不能被吸收．
（3）若操作不當(dāng)，制得的FeCl₂ 會(huì)含有少量FeCl₃雜質(zhì)，下列說(shuō)法中正確的是
A．檢驗(yàn)FeCl₃常用的試劑是KSCN溶液
B．可向固體混合物中加入適量Fe粉除去雜質(zhì)
C．可向固體混合物中通入適量Cl₂除去雜質(zhì)
D．欲制得純凈的FeCl₂，在實(shí)驗(yàn)操作中應(yīng)先點(diǎn)燃A處的酒精燈，在點(diǎn)燃C處的酒精燈．
（4）現(xiàn)有一包FeCl₂和FeCl₃混合物，某化學(xué)興趣小組為測(cè)定各成分的含量進(jìn)行如下兩個(gè)實(shí)驗(yàn)：
實(shí)驗(yàn)1：①稱取一定質(zhì)量的樣品，將樣品溶解；②向溶解后的溶液中加入足量的AgNO₃溶液，產(chǎn)生沉淀；③將沉淀過(guò)濾、洗滌、干燥得到白色固體28.7g．
實(shí)驗(yàn)2：①稱取與實(shí)驗(yàn)1中相同質(zhì)量的樣品，溶解；②加入足量的NaOH溶液，③將沉淀過(guò)濾、洗滌后，加熱灼燒到質(zhì)量不再減少，得到固體6.4g．
則樣品中FeCl₃的物質(zhì)的量為0.04mol．

Answer 1

分析 （1）實(shí)驗(yàn)室利用二氧化錳與濃鹽酸加熱反應(yīng)制取氯氣，濃硫酸可以干燥氯氣；
（2）制取無(wú)水氯化亞鐵，需要HCl氣體，尾氣的成分是剩余HCl和生成的氫氣，HCl極易溶解于水，氫氣不能溶于水，據(jù)此解答即可；
（3）檢驗(yàn)氯化鐵常用硫氰化鉀溶液，若要制取純凈的FeCl₂，需先點(diǎn)燃A處的酒精燈排除裝置中的空氣，鐵和氯化鐵反應(yīng)需要在溶液中進(jìn)行，氯氣具有氧化性能氧化氯化亞鐵，據(jù)此解答即可．
（4）設(shè)FeCl₃和FeCl₂的物質(zhì)的量分別為amol，bmol，依據(jù)鐵元素守恒和氯元素守恒建立方程式組來(lái)求解．

解答 解：（1）實(shí)驗(yàn)室利用二氧化錳與濃鹽酸加熱反應(yīng)制取氯氣，反應(yīng)的離子方程式為：MnO₂+4H⁺+2Cl^- $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$ Mn²⁺+Cl₂↑+2H₂O，當(dāng)生成1molCl₂時(shí)，轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為2N_A，玻璃絲的作用是防止堵塞導(dǎo)氣管，向500-600℃的鐵屑中通入氯氣生產(chǎn)無(wú)水氯化鐵，生成的氯氣需要干燥，裝置B中應(yīng)是濃硫酸，反應(yīng)后剩余的氯氣不能排放到空氣中，需要用氫氧化鈉溶液進(jìn)行尾氣吸收，
故答案為：MnO₂+4H⁺+2Cl^- $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$ Mn²⁺+Cl₂↑+2H₂O；2N_A；防堵塞；濃硫酸；NaOH溶液；
（2）制取無(wú)水氯化亞鐵，需要HCl氣體，尾氣的成分是剩余HCl和生成的氫氣，HCl極易溶解于水，氫氣不能溶于水，若仍用D的裝置進(jìn)行尾氣處理易發(fā)生倒吸，氫氣不能被吸收，
故答案為：HCl和H₂；生倒吸；可燃性氣體H₂不能被吸收；
（3）A．檢驗(yàn)氯化鐵常用硫氰化鉀溶液，鐵離子遇到KSCN溶液生成血紅色溶液，故A正確；
B．實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖侵苽錈o(wú)水氯化鐵，加入鐵粉需要在溶液中和氯化鐵反應(yīng)生成氯化亞鐵，故B錯(cuò)誤；
C．氯氣和氯化鐵不反應(yīng)，和氯化亞鐵反應(yīng)生成氯化鐵，不能得到氯化亞鐵，故C錯(cuò)誤；
D．若要制取純凈的FeCl₂，需先排凈裝置中的空氣，防止在加熱時(shí)Fe與O₂反應(yīng)，故先點(diǎn)燃A處的酒精燈，再點(diǎn)燃C處的酒精燈，故D正確；
故答案為：A、D；
（4）FeCl₃和FeCl₂的物質(zhì)的量分別為amol，bmol；
則有3amol+2bmol=$\frac{28.7g}{143.5g/mol}$=0.2mol（氯守恒）    
    amol+bmol=$\frac{6.4g}{160g/mol}$×2=0.08mol（鐵守恒）
解得：a=0.04，b=0.04
FeCl₃的物質(zhì)的量為0.04mol，
故答案為：0.04mol．

點(diǎn)評(píng) 本題以氯化鐵以及氯化亞鐵的制取為載體，考查的是實(shí)驗(yàn)室中氯氣的制取方法、常見尾氣的處理方法以及鐵離子的檢驗(yàn)等，題目難度中等．