10.氯化鐵是常見的水處理劑,利用廢鐵屑可制備無水氯化鐵.實(shí)驗(yàn)室制備裝置和工業(yè)制備
流程圖如圖:

已知:(1)無水FeCl3的熔點(diǎn)為555K、沸點(diǎn)為588K.(2)廢鐵屑中的雜質(zhì)不與鹽酸反應(yīng)
(3)不同溫度下六水合氯化鐵在水中的溶解度如下:
溫度/℃02080100
溶解度(g/100g H2O)74.491.8525.8535.7
實(shí)驗(yàn)室制備操作步驟如下:
Ⅰ.打開彈簧夾K1,關(guān)閉活塞K2,并打開活塞a,緩慢滴加鹽酸.
Ⅱ.當(dāng)…時(shí),關(guān)閉彈簧夾K1,打開彈簧夾K2,當(dāng)A中溶液完全進(jìn)入燒杯后關(guān)閉活塞a.
Ⅲ.將燒杯中溶液經(jīng)過一系列操作后得到FeCl3•6H2O晶體.請(qǐng)回答:
(1)燒杯中足量的H2O2溶液的作用是把亞鐵離子全部氧化成三價(jià)鐵離子.
(2)為了測(cè)定廢鐵屑中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù),操作Ⅱ中“…”的內(nèi)容是裝置A中不產(chǎn)生氣泡或量氣管和水準(zhǔn)管液面不變(其他合理答案也給分).
(3)從FeCl3溶液制得FeCl3•6H2O晶體的操作步驟是:加入鹽酸后、蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌、干燥.
(4)試寫出吸收塔中反應(yīng)的離子方程式:2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-
(5)捕集器溫度超過673K時(shí),存在相對(duì)分子質(zhì)量為325的鐵的氯化物,該物質(zhì)的分子式為Fe2Cl6
(6)FeCl3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)通常可用碘量法測(cè)定:稱取m g無水氯化鐵樣品,溶于稀鹽酸,配制成100mL溶液;取出10.00mL,加入稍過量的KI溶液,充分反應(yīng)后,滴入幾滴淀粉溶液,并用c mol•L-1Na2S2O3溶液滴定,消耗VmL(已知:I2+2S2O32-═2I-+S4O62-).
①滴定終點(diǎn)的現(xiàn)象是:溶液由藍(lán)色變無色,且半分鐘內(nèi)不變色;
②樣品中氯化鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)$\frac{162.5cV}{m}$%.

分析 (1)根據(jù)實(shí)驗(yàn)裝置和操作步驟可知,實(shí)驗(yàn)室制備無水FeCl3,是利用鐵與鹽酸反應(yīng)生成FeCl2,然后把FeCl2氧化成FeCl3,先制得FeCl3•6H2O晶體,再脫結(jié)晶水制得無水FeCl3.燒杯中足量的H2O2溶液是作氧化劑,把亞鐵離子全部氧化成三價(jià)鐵離子;
(2)鐵與鹽酸反應(yīng)完全時(shí),不再產(chǎn)生氫氣,所以裝置A中不產(chǎn)生氣泡或量氣管和水準(zhǔn)管的液面不再變化,此時(shí),可將A中FeCl2溶液放入燒杯中進(jìn)行氧化.
(3)從FeCl3溶液制得FeCl3•6H2O晶體的操作步驟是:蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌、干燥.
(4)從工業(yè)制備流程圖分析可知,反應(yīng)爐中進(jìn)行的反應(yīng)是 2Fe+3Cl2=2FeCl3,因此,進(jìn)入吸收塔中的尾氣是沒有參加反應(yīng)的氯氣,在吸收塔中氯氣被吸收劑吸收,反應(yīng)后生成2FeCl3溶液,所以吸收劑應(yīng)是2FeCl2溶液,反應(yīng)的離子方程式為:2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-
(5)捕集器收集的是氣態(tài)FeCl3,F(xiàn)eCl3的相對(duì)分子質(zhì)量是162.5,由相對(duì)分子質(zhì)量為325的鐵的氯化物可以推出,當(dāng)溫度超過673K時(shí),二分子氣態(tài)FeCl3可以聚合生成雙聚體Fe2Cl6;
(6)①稱取m g無水氯化鐵樣品,溶于稀鹽酸,配制成100mL溶液;取出10.00mL,加入稍過量的KI溶液,充分反應(yīng)后,滴入幾滴淀粉溶液,此時(shí)溶液呈藍(lán)色,用 Na2S2O3溶液滴定,滴入最后一滴Na2S2O3溶液,錐形瓶?jī)?nèi)的溶液由藍(lán)色變?yōu)闊o色,且半分鐘內(nèi)不變色.所以滴定終點(diǎn)的現(xiàn)象是:溶液由藍(lán)色變?yōu)闊o色,且半分鐘內(nèi)不變色.
②根據(jù)化學(xué)方程式求樣品中氯化鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù).

解答 解:(1)根據(jù)實(shí)驗(yàn)裝置和操作步驟可知,實(shí)驗(yàn)室制備無水FeCl3,是利用鐵與鹽酸反應(yīng)生成FeCl2,然后把FeCl2氧化成FeCl3,先制得FeCl3•6H2O晶體,再脫結(jié)晶水制得無水FeCl3.燒杯中足量的H2O2溶液是作氧化劑,把亞鐵離子全部氧化成三價(jià)鐵離子;
故答案為:把亞鐵離子全部氧化成三價(jià)鐵離子;
(2)鐵與鹽酸反應(yīng)完全時(shí),不再產(chǎn)生氫氣,所以裝置A中不產(chǎn)生氣泡或量氣管和水準(zhǔn)管的液面不再變化,此時(shí),可將A中FeCl2溶液放入燒杯中進(jìn)行氧化;
故答案為:裝置A中不產(chǎn)生氣泡或量氣管和水準(zhǔn)管液面不變(其他合理答案也給分);
(3)從FeCl3溶液制得FeCl3•6H2O晶體的操作步驟是:蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌、干燥;
故答案為:鹽酸;蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶;
(4)從工業(yè)制備流程圖分析可知,反應(yīng)爐中進(jìn)行的反應(yīng)是 2Fe+3Cl2=2FeCl3,因此,進(jìn)入吸收塔中的尾氣是沒有參加反應(yīng)的氯氣,在吸收塔中氯氣被吸收劑吸收,反應(yīng)后生成2FeCl3溶液,所以吸收劑應(yīng)是2FeCl2溶液,反應(yīng)的離子方程式為:2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-,
故答案為:2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-
(5)捕集器收集的是氣態(tài)FeCl3,F(xiàn)eCl3的相對(duì)分子質(zhì)量是162.5,由相對(duì)分子質(zhì)量為325的鐵的氯化物可以推出,當(dāng)溫度超過673K時(shí),二分子氣態(tài)FeCl3可以聚合生成雙聚體Fe2Cl6
故答案為:Fe2Cl6;
(6)①稱取m g無水氯化鐵樣品,溶于稀鹽酸,配制成100mL溶液;取出10.00mL,加入稍過量的KI溶液,充分反應(yīng)后,滴入幾滴淀粉溶液,此時(shí)溶液呈藍(lán)色,用 Na2S2O3溶液滴定,滴入最后一滴Na2S2O3溶液,錐形瓶?jī)?nèi)的溶液由藍(lán)色變?yōu)闊o色,且半分鐘內(nèi)不變色.所以滴定終點(diǎn)的現(xiàn)象是:溶液由藍(lán)色變?yōu)闊o色,且半分鐘內(nèi)不變色,
故答案為:溶液由藍(lán)色變無色,且半分鐘內(nèi)不變色;
②由反應(yīng):2Fe3++2I -=2Fe2++I2;  I2+2S2O32-═2I-+S4O62-;可得關(guān)系式:
2Fe3+-I2-2S2O32-
1        1
n        cV×10-3
求得n(Fe3+)=cV×10-3mol,則樣品中氯化鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為:
ω(Fe3+)=cV×10-3mol×10×162.5g/mol×100%=$\frac{162.5cV}{m}$%,
故答案為:$\frac{162.5cV}{m}$%.

點(diǎn)評(píng) 本題考查學(xué)生對(duì)工藝流程的理解、物質(zhì)的分離提純等基本操作、氧化還原反應(yīng)滴定應(yīng)用、溶度積有關(guān)計(jì)算等,難度中等,需要學(xué)生具有扎實(shí)的基礎(chǔ)知識(shí)與靈活運(yùn)用知識(shí)解決問題的能力.

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

12.設(shè)NA為阿伏加德羅常數(shù)的數(shù)值,下列說法正確的是( 。
A.標(biāo)準(zhǔn)狀況下,22.4L鹽酸含有NA個(gè)HCl分子
B.1.0 L 1.0 mol•L-1 的NaAl02水溶液中含有的氧原子數(shù)為2 NA?
C.常溫常壓下,14g由N2與CO組成的混合氣體含有的原子數(shù)目為NA
D.已知C2H4和C3H6混合物的質(zhì)量為ag,所含原子總數(shù)為$\frac{a{N}_{A}}{14}$

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題

1.某同學(xué)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)制備2-羥基-4-苯基丁酸乙酯,反應(yīng)原理、裝置和數(shù)據(jù)如下:


  相對(duì)分子量 密度(g/cm3沸點(diǎn)(℃)水溶性
2-羥基-4-苯基丁酸1801.219357微溶
乙  醇460.78978.4易溶
2-羥基-4-苯基丁酸乙酯2081.075212難溶
實(shí)驗(yàn)步驟:
①如圖1,在干燥的圓底燒瓶中加入20mL 2-羥基-4-苯基丁酸、20mL無水乙醇和適量濃硫酸,再加入幾粒沸石;
②加熱至70℃左右保持恒溫半小時(shí);
③分離、提純?nèi)i瓶中的粗產(chǎn)品,得到有機(jī)粗產(chǎn)品;
④精制產(chǎn)品.
請(qǐng)回答下列問題:
(1)油水分離器的作用為及時(shí)分離產(chǎn)物水,促進(jìn)平衡向生成酯的反應(yīng)方向移動(dòng)
(2)本實(shí)驗(yàn)采用水浴加熱,因?yàn)闇囟冗^高會(huì)使產(chǎn)率減。ㄌ睢霸龃蟆、“”減小”或“不變”)
(3)取三頸燒瓶中的混合物分別用水、飽和碳酸氫鈉溶液和水洗滌.第二次水洗的目的是洗掉碳酸氫鈉
(4)在精制產(chǎn)品時(shí),加入無水MgSO4的作用為干燥;然后過濾,再利用如圖2裝置進(jìn)行蒸餾純化,圖2裝置中的錯(cuò)誤有溫度計(jì)水銀球的位置,冷凝水的方向
(5)若按糾正后的操作進(jìn)行蒸餾純化,并收集212℃的餾分,得2-羥基-4-苯基丁酸乙酯約9.0g.則該實(shí)驗(yàn)的產(chǎn)率為32%.

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

18.下列各選項(xiàng)中不屬于官能團(tuán)的是( 。
A.OH-B.-NO2C.-COOHD.-Cl

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題

5.人們對(duì)酸堿的認(rèn)識(shí),已有幾百年的歷史,經(jīng)歷了一個(gè)由淺入深,由低級(jí)到高級(jí)的認(rèn)識(shí)過程.
(1)1887年阿侖尼烏斯提出電離理論.
(2)1923年丹麥化學(xué)家布朗斯特和英國化學(xué)家勞萊提出了質(zhì)子論.凡是能夠釋放質(zhì)子(氫離子)的任何含氫原子的分子或離子都是酸;凡是能與質(zhì)子(氫離子)結(jié)合的分子或離子都是堿.按質(zhì)子理論:下列粒子的水溶液既可看作酸又可看作堿的是AD.
A.H2OB.NH4+C.OH-D.HCO3-E.CH3COO-F.Cl-
(3)1923年路易斯(Lewis)提出了廣義的酸堿概念.凡是能給出電子對(duì)而用來形成化學(xué)鍵的物質(zhì)是堿;凡是能和電子對(duì)結(jié)合的物質(zhì)都是酸.如:酸(電子對(duì)接受體)堿(電子對(duì)給予體)反應(yīng)產(chǎn)物H++[:OH]-→H:OH試指出下列兩個(gè)反應(yīng)中的酸或堿:
H3BO3+H2O═H++[B(OH)4]-;該反應(yīng)中的堿是H2O(填“H3BO3”或“H2O”).
CuCl2+4NH3═[Cu (NH34]2++2Cl-;該反應(yīng)中的酸是CuCl2(填“CuCl2”或“NH3”).

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題

15.化合物A含有C、H、O、N、Cl,A與酸的水溶液加熱下反應(yīng),可得化合物B和醋酸,B經(jīng)還原可生成,B與亞硝酸,在0~5℃反應(yīng)后生成的產(chǎn)物與溴亞化銅和氰化鉀反應(yīng)生成C,C與氫氧化鈉溶液共熱生成2-氯-4-硝基苯酚,試推測(cè)A、B、C的構(gòu)造式.

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題

2.7.8g Na2R含有0.2mol Na+,則Na2R的摩爾質(zhì)量為78g/mol;含有1.6gR 的Na2R的物質(zhì)的量為0.05mol.

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題

19.今有一混合物的水溶液呈無色,只可能含有以下離子中的若干種:Fe3+、K+、H+、Mg2+、Ba2+、CO32-、SO42-,現(xiàn)取兩份100mL溶液進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn):
①第一份加入足量NaHCO3溶液后,收集到氣體0.015mol.
②第二份加足量Ba(NO32溶液充分反應(yīng)后過濾干燥,得干燥沉淀2.33g.
根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)回答:
(1)原溶液中一定不存在的離子是Ba2+、CO32-、Fe3+
(2)原溶液中可能存在的離子是K+、Mg2+
(3)請(qǐng)計(jì)算出原溶液中一定存在的陰離子的物質(zhì)的量濃度0.1mol/L.

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題

20.A、B、C、D、E、F、G、H八種短周期元素,其單質(zhì)的沸點(diǎn)如圖所示.
請(qǐng)回答:
(1)上述元素的最高價(jià)氧化物的水化物中,堿性最強(qiáng)的是(寫化學(xué)式)NaOH;上述元素的氣態(tài)氫化物中,最穩(wěn)定的是(寫化學(xué)式)HF.
(2)上述元素中,某些元素的常見單質(zhì)所形成的晶體為分子晶體,這些單質(zhì)的分子式是N2、O2、F2、Ne.
(3)已知D、F、G三種元素的離子具有跟Ne相同的電子層結(jié)構(gòu),則這三種離子的半徑由大到小的次序?yàn)椋ㄓ孟嚓P(guān)元素的離子符號(hào)表示):F->Na+>Mg2+

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