Question

【題目】鐵有兩種氯化物，都是重要的化工試劑。查閱有關(guān)資料如下：

（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生產(chǎn)無水氯化鐵。

（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生產(chǎn)無水氯化亞鐵。

某化學(xué)活動小組用下圖所示的裝置(夾持裝置略去)模擬工業(yè)生產(chǎn)制備無水氯化鐵。請回答下列問題：

（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_________。儀器D的名稱是__________________。

（2）D中裝的藥品是堿石灰，其作用是__________________________。

（3）定性分析。取裝置C中的少量產(chǎn)物溶于稀硫酸中配成稀溶液待用。若產(chǎn)物中混有FeCl2，可用下列試劑中的_____(只能選取一種試劑，填序號)進(jìn)行檢測，實驗現(xiàn)象是__________________________________。

①H2O2 溶液 ②KI-淀粉溶液 ③KSCN溶液 ④酸性KMnO4溶液

（4）定量分析。取裝置C中的產(chǎn)物，按以下步驟進(jìn)行測定：①稱取4.60g產(chǎn)品溶于過量的稀鹽酸中；②加入足量H2O2溶液；③再加入足量NaOH溶液；④過濾、洗滌后灼燒沉淀；⑤稱量所得紅棕色固體為2.40g。

則該樣品中鐵元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為_______%(結(jié)果精確到小數(shù)點(diǎn)后兩位)。

（5）由（4）定量分析數(shù)據(jù)得出結(jié)論，并提出改進(jìn)措施。

①用題目所給的裝置制得的產(chǎn)物中，鐵元素含量______(填“相等”、“偏高”或“偏低”)，說明含有FeCl2雜質(zhì)。

②若要得到較純凈的無水氯化鐵，可采取的“裝置”改進(jìn)措施是_________。

Answer 1

【答案】2MnO4-+10Cl-+16H+＝2Mn2++5Cl2↑+8H2O 球形干燥管 吸收未反應(yīng)的Cl2，防止空氣中的水進(jìn)入裝置C，使FeCl3潮解 ④ 溶液褪色 36.52 偏高 在AB裝置間增加一個裝有飽和食鹽水的洗氣裝置，除去Cl2中混有的HCl

【解析】

（1）高錳酸鉀與濃鹽酸反應(yīng)生成氯化鉀、氯化鎂、氯氣和水，根據(jù)儀器構(gòu)造判斷其名稱；

（2）根據(jù)氯化鐵易吸收空氣中的水分而潮解以及氯氣有毒分析解答；

（3）根據(jù)氯化亞鐵具有還原性分析解答；

（4）根據(jù)鐵元素守恒解答；

（5）根據(jù)氯化鐵和氯化亞鐵中鐵元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分析判斷；根據(jù)生成的氯氣中含有氯化氫分析解答。

（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-+10Cl-+16H+＝2Mn2++5Cl2↑+8H2O。儀器D的名稱是球形干燥管。

（2）氯氣有毒需要尾氣處理，又因為氯化鐵易吸收空氣中的水分而潮解，所以D中裝的藥品是堿石灰，其作用是吸收未反應(yīng)的Cl2，防止空氣中的水進(jìn)入裝置C，使FeCl3潮解。

（3）氯化亞鐵具有還原性，能使高錳酸鉀溶液褪色，因此如果產(chǎn)物中混有FeCl2，可用酸性KMnO4溶液檢驗，答案選④，實驗現(xiàn)象是溶液褪色；

（4）雙氧水能把亞鐵離子氧化為鐵離子，加入氫氧化鈉轉(zhuǎn)化為氫氧化鐵沉淀，灼燒轉(zhuǎn)化為氧化鐵，物質(zhì)的量是2.4g÷160g/mol＝0.015mol，根據(jù)鐵元素守恒可知鐵元素的質(zhì)量是0.015mol×2×56g/mol＝1.68g，則該樣品中鐵元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.68g/4.6g×100%≈36.52%；

（5）①由于氯化鐵中鐵元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于氯化亞鐵中鐵元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，則用題目所給的裝置制得的產(chǎn)物中，如果鐵元素含量偏高，則說明含有FeCl2雜質(zhì)。

②由于生成的氯氣中含有氯化氫，氯化氫能與鐵反應(yīng)生成氯化亞鐵，則若要得到較純凈的無水氯化鐵，可采取的“裝置”改進(jìn)措施是在AB裝置間增加一個裝有飽和食鹽水的洗氣裝置，除去Cl2中混有的HCl。