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。有關物質的性質如下：

	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2FeCl3+C6H5Cl→2FeCl2+C6H4Cl2+HCl制取無水FeCl2并測定FeCl3的轉化率。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，關閉K3，通一段時間H2后關閉K2，控制三頸燒瓶內反應溫度在128-139℃，反應一段時間。反應完成后打開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反應后再通入H2的目的是______。

③冷卻實驗裝置，將三頸燒瓶內物質倒出，經過濾、用苯洗滌、干燥后，得到粗產品，回收濾液中C6H5Cl的操作方法是______。

④反應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，則氯化鐵的轉化率為______。

（2）打開K1、K3，關閉K2，通氫氣與氯化鐵反應制取無水FeCl2。

①寫出反應的化學方程式______。

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） 將反應器中的HCl氣體全部排入到錐形瓶內，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，再繼續通入氫氣一段時間 氯化鐵易升華，轉化率低；導管易堵塞

【解析】

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

②從氯化氫氣體充分吸收角度考慮；

③根據題中所給的表格，結合C6H5Cl和C6H4Cl2的沸點數據作答；

④根據氫氧化鈉與鹽酸按1:1反應可求出反應消耗的HCl的物質的量，再根據已知反應方程式2FeCl3+ C6H5Cl→2FeCl2+ C6H4Cl2+HCl，得出樣品中反應的FeCl3的物質的量，再依據產品中FeCl3的轉化率 = ×100%得出結論；

（2）①根據已知信息氫氣與氯化鐵反應生成無水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結合表格數據從氯化亞鐵升華的角度即導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，還可以得到副產品鹽酸，故盛放的試劑可以是無水CaCl2,或其他不與HCl反應的試劑，如P2O5或硅膠等，

故答案為：球形冷凝管；無水CaCl2（或硅膠、P2O5）；

②反應后再通入H2，可將反應器中的HCl氣體全部吹入裝置C，使其被充分吸收，操作更規范，同時使后續測量氯化鐵轉化率更精準，

故答案為：將反應器中的HCl氣體全部排入到錐形瓶內，使其被充分吸收；

③由題中表格所給數據可知，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，則標準NaOH溶液滴定的鹽酸的物質的量 = 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的量=×9.44×10-3 mol = 9.44×10-2 mol,再根據已知關系式2FeCl31HCl可知，消耗的FeCl3的物質的量 = 2×9.44×10-2 mol = 0.1888 mol，故FeCl3的轉化率 = ×100% = ×100% = 94.4%，

故答案為：94.4%；

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

故答案為：H2+2FeCl32FeCl2 + 2HCl；

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

故答案為：先熄滅酒精燈，繼續通入氫氣一段時間；

③根據表中數據可知，因氯化亞鐵易升華，則用加熱的方法制備氯化亞鐵，會導致轉化率降低，且導管易堵塞，

故答案為：氯化鐵易升華，轉化率低；導管易堵塞。