Question

【題目】鐵有兩種氯化物，都是重要的化工試劑，它們的一些性質(zhì)及制備方法如下所示：

Ⅰ.氯化鐵：熔點(diǎn)為306 ℃，沸點(diǎn)為315 ℃，易吸收空氣中的水分而潮解。工業(yè)上采用向500～600 ℃的鐵粉中通入氯氣來(lái)生產(chǎn)無(wú)水氯化鐵。

Ⅱ.氯化亞鐵：熔點(diǎn)為670 ℃，易升華。工業(yè)上采用向熾熱鐵粉中通入氯化氫來(lái)生產(chǎn)無(wú)水氯化亞鐵。

實(shí)驗(yàn)室可用下圖所示的裝置模擬工業(yè)生產(chǎn)無(wú)水氯化鐵，請(qǐng)回答相關(guān)問(wèn)題：

(1)裝置A用于KMnO4固體與濃鹽酸反應(yīng)制氯氣，a管的作用是______________，反應(yīng)的離子方程式為__________。

(2)導(dǎo)管b口應(yīng)與_______________(從虛線框內(nèi)裝置中選擇一個(gè)裝置，用字母代號(hào)填空)連接，這樣可避免反應(yīng)系統(tǒng)與環(huán)境間的相互影響。

(3)實(shí)驗(yàn)完成后，取廣口瓶C中收集到的產(chǎn)物進(jìn)行如下測(cè)定

①稱取4.2 g樣品溶于過(guò)量的稀鹽酸中；②加入足量H2O2；③再加入足量NaOH溶液；④過(guò)濾、洗滌后灼燒沉淀；⑤稱量所得紅棕色固體為2.40 g。則該樣品中鐵元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為_________。

(4)由以上數(shù)據(jù)分析和計(jì)算得出結(jié)論：

①用此裝置制得的無(wú)水氯化鐵含鐵量___________ (填“偏高”或“偏低”)，顯然其中含有較多的___________(填化學(xué)式)雜質(zhì)。

②若要得到較純凈的無(wú)水氯化鐵，可采取的裝置改進(jìn)措施是 ______。

Answer 1

【答案】2MnO4-+16H++10Cl-=2Mn2++5Cl2↑+8H2O 平衡壓強(qiáng)，使液體順利滴下 F 40% 偏高 FeCl2 在AB裝置間增加一個(gè)飽和食鹽水的洗氣裝置，除去氯氣中混有的HCl

【解析】

由實(shí)驗(yàn)裝置可知，A中發(fā)生2MnO4-+16H++10Cl-=2Mn2++5Cl2↑+8H2O，a管中導(dǎo)氣管是維持分液漏斗和圓底燒瓶的壓強(qiáng)相等，使液體順利滴下。B中濃硫酸干燥氯氣，C中發(fā)生2Fe+3Cl2-2FeCl3，水槽中冰水冷卻，C中收集到FeCl3，若產(chǎn)物中混有FeCl2，可利用其還原性或與K3[Fe(CN)6]溶液生成藍(lán)色沉淀檢驗(yàn)，F為干燥管，F中為堿石灰可吸收未反應(yīng)的氯氣，且防止空氣中水進(jìn)入裝置C中導(dǎo)致氯化鐵水解，以此來(lái)解答。

(1)在裝置A中，用KMnO4與濃鹽酸反應(yīng)制取氯氣，反應(yīng)的離子方程式為2MnO4-+16H++10Cl-=2Mn2++5Cl2↑+8H2O，a管中導(dǎo)氣管是維持分液漏斗和圓底燒瓶的壓強(qiáng)相等，使液體順利滴下，

故答案為：2MnO4-+16H++10Cl-=2Mn2++5Cl2↑+8H2O；平衡壓強(qiáng)，使液體順利滴下；

(2)儀器F的名稱是干燥管；D中裝的藥品是堿石灰，其作用是吸收未反應(yīng)的氯氣，且防止空氣中水進(jìn)入裝置C中導(dǎo)致氯化鐵水解，

故答案為：F；

(3) )取裝置C中的產(chǎn)物，按以下步驟進(jìn)行測(cè)定：①稱取4.20g產(chǎn)品溶于過(guò)量的稀鹽酸中；②加入足量H2O2溶液；③再加入足量NaOH溶液；④過(guò)濾、洗滌后灼燒沉淀；⑤稱量所得紅棕色固體為2.40g，可知氧化鐵為2.40g，由Fe元素守恒可知該樣品中鐵元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為×100%=40%，

故答案為：40%；

(4)①因鹽酸易揮發(fā)，未除去氯氣中的HCl，由FeCl2中Fe的質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于FeCl3中Fe的質(zhì)量分?jǐn)?shù)可知，用題目所給的裝置制得的產(chǎn)物中，鐵元素含量偏高，說(shuō)明含有FeCl2雜質(zhì)，

故答案為：偏高；FeCl2；

②若要得到較純凈的無(wú)水氯化鐵，可采取的“裝置”改進(jìn)措施在AB裝置間增加一個(gè)飽和食鹽水的洗氣裝置，除去氯氣中混有的HCl，

故答案為：在AB裝置間增加一個(gè)飽和食鹽水的洗氣裝置，除去氯氣中混有的HCl。