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(lái)制備無(wú)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(diǎn)/℃	-45	53	易升華
沸點(diǎn)/℃	132	173

(1)用H2還原無(wú)水FeCl3制取FeCl2。有關(guān)裝置如下：

①H2還原無(wú)水FeCl3制取FeCl2的化學(xué)方程式為_____________。

②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）；C中盛放的試劑是_____________。

③該制備裝置的缺點(diǎn)為________________。

(2)利用反應(yīng)2FeCl3+C6H5Cl→2FeCl2+C6H4Cl2+HCl↑，制取無(wú)水FeCl2并測(cè)定FeCl3的轉(zhuǎn)化率。按下圖裝置，在三頸燒瓶中放入32.5g無(wú)水氯化鐵和過(guò)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的名稱(chēng)是__________。

②反應(yīng)結(jié)束后，冷卻實(shí)驗(yàn)裝置A，將三頸燒瓶?jī)?nèi)物質(zhì)倒出，經(jīng)過(guò)濾、洗滌、干燥后，得到粗產(chǎn)品。洗滌所用的試劑可以是____，回收濾液中C6H5C1的操作方法是______。

③反應(yīng)后將錐形瓶中溶液配成250mL，量取25.00mL所配溶液，用0.40mol/LNaOH溶液滴定，終點(diǎn)時(shí)消耗NaOH溶液為19.60 mL，則氯化鐵的轉(zhuǎn)化率為__________。

④為了減少實(shí)驗(yàn)誤差，在制取無(wú)水FeCl2過(guò)程中應(yīng)采取的措施有：________（寫(xiě)出一點(diǎn)即可）。

Answer 1

【答案】H2+2FeCl32FeCl2+2HCl BACDCE（或BCDCE） 堿石灰 氯化鐵易升華導(dǎo)致導(dǎo)管易堵塞 球形冷凝管 苯 蒸餾濾液，并收集沸點(diǎn)132℃的餾分 78.4％ 反應(yīng)開(kāi)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；在裝置A和B之間連接一個(gè)裝有無(wú)水氯化鈣（或P2O5或硅膠）的球形干燥管

【解析】

(1)①②用H2還原無(wú)水FeCl3制取無(wú)水FeCl2，B裝置用鋅和稀鹽酸制備H2，A裝置用來(lái)除去氫氣中的氯化氫，C裝置用來(lái)干燥氫氣，可以盛放堿石灰，D裝置H2還原FeCl3，再用C裝置吸收反應(yīng)產(chǎn)生的HCl，最后用E點(diǎn)燃處理未反應(yīng)的氫氣；

③該制備裝置的缺點(diǎn)為FeCl3固體易升華，蒸氣遇冷發(fā)生凝華分析；

(2)①根據(jù)儀器結(jié)構(gòu)判斷其名稱(chēng)；

②三頸瓶?jī)?nèi)物質(zhì)為氯化亞鐵、C6H5Cl、C6H4Cl2等，冷卻實(shí)驗(yàn)裝置A，將三頸燒瓶?jī)?nèi)物質(zhì)倒出，經(jīng)過(guò)濾、洗滌、干燥后得到粗產(chǎn)品，根據(jù)物質(zhì)的熔沸點(diǎn)和溶解性可知，可以用苯洗滌；根據(jù)濾液中各種物質(zhì)沸點(diǎn)的不同對(duì)濾液進(jìn)行蒸餾可回收C6H5Cl，據(jù)此答題；

③根據(jù)消耗的NaOH計(jì)算反應(yīng)生成的HCl，結(jié)合方程式2FeCl3+C6H5Cl→2FeCl2+C6H4Cl2+HCl↑計(jì)算轉(zhuǎn)化的FeCl3，最終計(jì)算FeCl3的轉(zhuǎn)化率；

④FeCl3、FeCl2易吸水，反應(yīng)產(chǎn)生的HCl會(huì)在容器內(nèi)滯留。

(1)①H2具有還原性，可以還原無(wú)水FeCl3制取FeCl2，同時(shí)產(chǎn)生HCl，反應(yīng)的化學(xué)方程式為H2+2FeCl32FeCl2+2HCl；

②用H2還原無(wú)水FeCl3制取無(wú)水FeCl2，裝置連接順序：首先是使用B裝置，用鋅和稀鹽酸制備H2，所制H2中混有HCl和H2O（g），再用A裝置用來(lái)除去氫氣中的氯化氫，然后用C裝置干燥氫氣，C裝置中盛放堿石灰，再使用D裝置使H2還原FeCl3，反應(yīng)產(chǎn)生的HCl氣體用C裝置的堿石灰來(lái)吸收，未反應(yīng)的H2通過(guò)裝置E點(diǎn)燃處理，故按照氣流從左到右的順序?yàn)?/span>BACDCE；也可以先使用B裝置制取H2，然后通過(guò)C的堿石灰除去氫氣中的雜質(zhì)HCl、水蒸氣，然后通過(guò)D發(fā)生化學(xué)反應(yīng)制取FeCl2，再用堿石灰吸收反應(yīng)產(chǎn)生的HCl，最后通過(guò)點(diǎn)燃處理未反應(yīng)的H2，故按照裝置使用的先后順序也可以是BCDCE；

C中盛放的試劑是堿石灰，是堿性干燥劑，可以吸收HCl或水蒸氣；

③該制備裝置的缺點(diǎn)為FeCl3固體易升華，蒸氣遇冷發(fā)生凝華，導(dǎo)致導(dǎo)氣管發(fā)生堵塞；

(2)①根據(jù)圖示裝置中儀器a的結(jié)構(gòu)可知該儀器名稱(chēng)為球形冷凝管；

②三頸瓶?jī)?nèi)物質(zhì)為氯化亞鐵、C6H5Cl、C6H4Cl2等，冷卻實(shí)驗(yàn)裝置A，將三頸燒瓶?jī)?nèi)物質(zhì)倒出，經(jīng)過(guò)濾、洗滌、干燥后得到粗產(chǎn)品，根據(jù)物質(zhì)的熔沸點(diǎn)和溶解性可知，C6H5Cl、C6H4Cl2容易溶解在苯、乙醇中，不溶于水，而FeCl3、FeCl2易溶于水、乙醇，難溶于苯，所以洗滌時(shí)洗滌劑用苯；根據(jù)濾液中C6H5Cl、C6H4Cl2這兩種物質(zhì)沸點(diǎn)的不同，對(duì)濾液進(jìn)行蒸餾，并收集沸點(diǎn)132℃的餾分，可回收C6H5Cl；

③n(HCl)=n(NaOH)=0.40mol/L×0.0196L×=0.0784mol，根據(jù)反應(yīng)2FeCl3+C6H5Cl→2FeCl2+C6H4Cl2+HCl↑，反應(yīng)的FeCl3的物質(zhì)的量為n(FeCl3)反應(yīng)=2n(HCl)= 0.0784mol×2=0.1568mol，n(FeCl3)總=32.5g÷162.5g/mol=0.2mol，所以氯化鐵轉(zhuǎn)化率為×100%=78.4％；

④FeCl3、FeCl2易吸水，為防止B裝置中的水蒸氣進(jìn)入A裝置，導(dǎo)致FeCl2等吸水而變質(zhì)，可以在裝置A和B之間連接一個(gè)裝有無(wú)水氯化鈣（或P2O5或硅膠）的球形干燥管；同時(shí)為防止FeCl3、FeCl2與裝置內(nèi)空氣中的水蒸氣、O2等反應(yīng)，同時(shí)避免反應(yīng)產(chǎn)生的HCl氣體會(huì)在容器內(nèi)滯留，可以反應(yīng)開(kāi)始前先通N2一段時(shí)間排盡裝置中空氣，反應(yīng)完成后繼續(xù)通N2一段時(shí)間將反應(yīng)生成的HCl全部排入錐形瓶中。