Question

【題目】FeCl2是一種常用的還原劑、媒染劑。某化學(xué)實(shí)驗(yàn)小組在實(shí)驗(yàn)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：

(1)用H2還原無水FeCl3制取FeCl2。有關(guān)裝置如圖1所示：

①H2還原無水FeCl3制取FeCl2的化學(xué)方程式為________ 。

②B中盛放的試劑是____，按氣流由左到右的方向，上述儀器的連接順序?yàn)?/span> ____（填字母，裝置可多次使用）。

③該制備裝置的缺點(diǎn)為______。

(2)利用反應(yīng)，制取無水FeCl2并測定FeCl3的轉(zhuǎn)化率。按圖2裝置，在三頸燒瓶中放入32.5 g無水氯化鐵和過量的氯苯，控制反應(yīng)溫度在一定范圍加熱3h，冷卻、分離提純得到粗產(chǎn)品。

①儀器a的作用是 _______。

②反應(yīng)結(jié)束后，冷卻實(shí)驗(yàn)裝置A，將三頸燒瓶內(nèi)物質(zhì)倒出，經(jīng)過濾、洗滌、干燥后，得到粗產(chǎn)品。洗滌所用的試劑可以是____（填名稱），回收濾液中C6H5Cl的操作方法是____。

③在反應(yīng)開始之前先通一段時(shí)間N2的目的是 ____，在反應(yīng)完成后繼續(xù)通一段時(shí)間N2的作用是____

④反應(yīng)后將錐形瓶中溶液配成250 mL，量取25. 00 mL所配溶液，用0.40 mol·L-1 NaOH溶液滴定，重復(fù)上述操作3次，達(dá)到滴定終點(diǎn)時(shí)消耗NaOH溶液的體積分別為19. 50 mL、20. 50 mL、19. 70 mL，則氯化鐵的轉(zhuǎn)化率為____。

Answer 1

【答案】H2+2FeCl32FeCl2+2HCl 堿石灰 ABCBD FeCl3、FeCl2易升華，蒸汽遇冷凝華易堵塞導(dǎo)管 冷凝回流 苯 蒸餾 排盡裝置中的空氣，以防止FeCl2被氧化 將反應(yīng)生成的HCl全部排入裝置B中 78.4%

【解析】

（1）H2還原無水FeCl3制取FeCl2，用A裝置制取氫氣，用B裝置中的堿石灰干燥氫氣，干燥后的氫氣與無水FeCl3在C中發(fā)生反應(yīng)：H2+2FeCl32FeCl2+2HCl，為防止外界空氣中的水蒸氣進(jìn)入C裝置，C之后再連接一個(gè)B，最后用D裝置處理尾氣，該裝置的缺點(diǎn)是氯化鐵易升華導(dǎo)致導(dǎo)管易堵塞，據(jù)此分析作答；
（2）在A三頸燒瓶中放入32.5g無水氯化鐵和過量的氯苯，控制反應(yīng)溫度在一定范圍加熱3h，發(fā)生反應(yīng)：2FeCl3+C6H5Cl2FeCl2+3C6H4Cl2+HCl，反應(yīng)結(jié)束后，冷卻實(shí)驗(yàn)裝置A，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，將濾液蒸餾，收集沸點(diǎn)132℃的餾分，回收C6H5Cl，為了減少實(shí)驗(yàn)誤差，反應(yīng)開始前先通N2一段時(shí)間，反應(yīng)完成后繼續(xù)通N2一段時(shí)間，將HCl完全被吸收，據(jù)此分析作答。

（1）①H2還原無水FeCl3制取FeCl2的化學(xué)方程式為：H2+2FeCl32FeCl2+2HCl；

故答案為：H2+2FeCl32FeCl2+2HCl；

②根據(jù)分析，流程為：用A裝置制取氫氣，用B裝置干燥氫氣，干燥后的氫氣與無水FeCl3在C中發(fā)生反應(yīng)，為防止外界空氣中的水蒸氣進(jìn)入C裝置，C之后再連接一個(gè)B，最后用D裝置處理尾氣，故連接順序?yàn)椋?/span>ABCBD；C的目的是干燥氫氣，吸收水蒸氣，盛放的試劑是堿石灰；

故答案為：堿石灰；ABCBD；

③根據(jù)題意，FeCl3、FeCl2易升華，故該制備裝置可能會(huì)因?yàn)?/span>FeCl3、FeCl2易升華，蒸汽遇冷凝華易堵塞導(dǎo)管；

故答案為：FeCl3、FeCl2易升華，蒸汽遇冷凝華易堵塞導(dǎo)管；

（2）①儀器a為球形冷凝管，作用為冷凝回流；

故答案為：冷凝回流；

②反應(yīng)結(jié)束后，冷卻實(shí)驗(yàn)裝置A，三頸燒瓶內(nèi)物質(zhì)主要是產(chǎn)物FeCl2，還有多余的氯苯和副產(chǎn)物C6H4Cl2，由題可知，氯苯和副產(chǎn)物C6H4Cl2溶于苯，FeCl2不溶于苯，故洗滌所用的試劑可以是苯，減少產(chǎn)品的損失；濾液的溶質(zhì)有氯苯和C6H4Cl2，由表可知，二者沸點(diǎn)相差較大，可用蒸餾的方法分離，故回收濾液中C6H5Cl的操作方法是蒸餾；

故答案為：苯；蒸餾；

③FeCl2易被空氣氧化，在反應(yīng)開始之前先通一段時(shí)間N2的目的是排盡裝置中的空氣，以防止FeCl2被氧化；為減小實(shí)驗(yàn)誤差，在反應(yīng)完成后繼續(xù)通一段時(shí)間N2的作用是將反應(yīng)生成的HCI全部排入裝置B中；

故答案為：排盡裝置中的空氣，以防止FeCl2被氧化；將反應(yīng)生成的HCI全部排入裝置B中；

④32.5g無水氯化鐵理論上生成的n(FeCl2)=n(FeCl3)=，3次滴定消耗NaOH溶液的體積分別為19. 50 mL、20. 50 mL、19.70 mL，其中20.5mL偏差較大，應(yīng)該舍棄，則HCl消耗NaOH溶液的平均體積為19.60mL，則NaOH物質(zhì)的量為0.0196L×0.4mol/L=0.00784mol，故反應(yīng)生成的n(FeCl2)=2(HCl)= ，故氯化鐵的轉(zhuǎn)化率為；

故答案為：78.4%。