Question

【題目】FeCl2是一種常用的還原劑、媒染劑。某化學小組同學在實驗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：

	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/℃	-45	53	易升華
沸點/℃	132	173	-	-

請回答下列問題：

（1）利用反應(yīng)2FeCl3+C6H5Cl→2FeCl2+C6H4Cl2+HCl制取無水FeCl2并測定FeCl3的轉(zhuǎn)化率。按上圖裝置，在三頸燒瓶中放入32.5g無水氯化鐵和過量的氯苯。打開K1、K2，關(guān)閉K3，通一段時間H2后關(guān)閉K2，控制三頸燒瓶內(nèi)反應(yīng)溫度在128-139℃，反應(yīng)一段時間。反應(yīng)完成后打開K2再通氫氣一段時間。

①儀器a的名稱是______，裝置B中盛裝的試劑是______。

②反應(yīng)后再通入H2的目的是______。

③冷卻實驗裝置，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，回收濾液中C6H5Cl的操作方法是______。

④反應(yīng)后將錐形瓶中溶液配成250mL溶液，取25.00mL所配溶液，用0.4molL-1NaOH溶液滴定，消耗NaOH溶液23.60mL，則氯化鐵的轉(zhuǎn)化率為______。

（2）打開K1、K3，關(guān)閉K2，通氫氣與氯化鐵反應(yīng)制取無水FeCl2。

①寫出反應(yīng)的化學方程式______。

②實驗制得FeCl2后并防止氧化的操作是______。

③請指出該制備方法的缺點______。

Answer 1

【答案】球形冷凝管 無水CaCl2（或硅膠、P2O5） 將反應(yīng)器中的HCl氣體全部排入到錐形瓶內(nèi)，使其被充分吸收 蒸餾濾液，并收集132的餾分 94.4% H2+2FeCl32FeCl2 + 2HCl 先熄滅酒精燈，再繼續(xù)通入氫氣一段時間 氯化鐵易升華，轉(zhuǎn)化率低；導(dǎo)管易堵塞

【解析】

（1）①根據(jù)常見儀器的構(gòu)造及用途作答；裝置B的作用是防止外界水蒸氣進入三頸燒瓶，據(jù)此作答；

②從氯化氫氣體充分吸收角度考慮；

③根據(jù)題中所給的表格，結(jié)合C6H5Cl和C6H4Cl2的沸點數(shù)據(jù)作答；

④根據(jù)氫氧化鈉與鹽酸按1:1反應(yīng)可求出反應(yīng)消耗的HCl的物質(zhì)的量，再根據(jù)已知反應(yīng)方程式2FeCl3+ C6H5Cl→2FeCl2+ C6H4Cl2+HCl，得出樣品中反應(yīng)的FeCl3的物質(zhì)的量，再依據(jù)產(chǎn)品中FeCl3的轉(zhuǎn)化率 = ×100%得出結(jié)論；

（2）①根據(jù)已知信息氫氣與氯化鐵反應(yīng)生成無水FeCl2作答；

②FeCl2極易被空氣氧化為FeCl3，裝置中需充滿還原性氣體；

③結(jié)合表格數(shù)據(jù)從氯化亞鐵升華的角度即導(dǎo)管可操作性不強的角度考慮其缺點。

（1）①儀器a的名稱為球形冷凝管，裝置B的作用是防止外界水蒸氣進入三頸燒瓶中影響實驗，其中的干燥劑不能吸收HCl，因為最后的尾氣處理中用水吸收氯化氫，還可以得到副產(chǎn)品鹽酸，故盛放的試劑可以是無水CaCl2,或其他不與HCl反應(yīng)的試劑，如P2O5或硅膠等，

故答案為：球形冷凝管；無水CaCl2（或硅膠、P2O5）；

②反應(yīng)后再通入H2，可將反應(yīng)器中的HCl氣體全部吹入裝置C，使其被充分吸收，操作更規(guī)范，同時使后續(xù)測量氯化鐵轉(zhuǎn)化率更精準，

故答案為：將反應(yīng)器中的HCl氣體全部排入到錐形瓶內(nèi)，使其被充分吸收；

③由題中表格所給數(shù)據(jù)可知，C6H5Cl的沸點為132，C6H4Cl2的沸點為173，利用沸點不同回收濾液中C6H5Cl可采用蒸餾法，即蒸餾濾液，收集132的餾分，

故答案為：蒸餾濾液，并收集132的餾分；

④NaOH與HCl按1:1完全反應(yīng)，則標準NaOH溶液滴定的鹽酸的物質(zhì)的量 = 0.4 mol·L-1×23.60×10-3 L = 9.44×10-3 mol，則錐形瓶中鹽酸的物質(zhì)的量=×9.44×10-3 mol = 9.44×10-2 mol,再根據(jù)已知關(guān)系式2FeCl31HCl可知，消耗的FeCl3的物質(zhì)的量 = 2×9.44×10-2 mol = 0.1888 mol，故FeCl3的轉(zhuǎn)化率 = ×100% = ×100% = 94.4%，

故答案為：94.4%；

（2）①氫氣與氯化鐵反應(yīng)時，氫氣作為還原劑，還原氯化鐵為氯化亞鐵，其反應(yīng)的方程式可表示為：H2+2FeCl32FeCl2 + 2HCl,

故答案為：H2+2FeCl32FeCl2 + 2HCl；

②實驗通過氫氣與FeCl3反應(yīng)制得FeCl2后，為防止FeCl2被氧化，先熄滅酒精燈，再繼續(xù)通入氫氣一段時間，以排盡裝置中的空氣，

故答案為：先熄滅酒精燈，繼續(xù)通入氫氣一段時間；

③根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知，因氯化亞鐵易升華，則用加熱的方法制備氯化亞鐵，會導(dǎo)致轉(zhuǎn)化率降低，且導(dǎo)管易堵塞，

故答案為：氯化鐵易升華，轉(zhuǎn)化率低；導(dǎo)管易堵塞。