Question

【題目】某興趣小組在蒸發濃縮FeCl3溶液時發現有刺激性氣味的氣體生成，同時溶液中出現紅褐色固體。小組同學對刺激性氣味氣體做出猜想：

（猜想）①Cl2 ②HCl ③_____。

（資料）①Cl2溶于水，形成的溶液顯酸性，具有較強的漂白能力，能使石蕊溶液褪色。

②紅褐色固體堿式氯化鐵晶體的化學式為Fe2(OH)aClbxH2O，它在50℃時開始失去部分結晶水，在200℃完全分解為Fe2O3、H2O、HCl氣體。

③濃H2SO4不吸收HCl氣體。

（1）小組同學將生成的氣體通入紫色石蕊溶液中看到_____現象，證明猜想②成立。

（2）為確定固體的組成，進行如下實驗：

（實驗）稱取50.4g固體按下圖進行實驗。充分持續加熱至200℃，最終得到Fe2O316.0g，B、C裝置最終分別增重19.8g、14.6g。

①加熱前、后均需通入氮氣，停止加熱后通氮氣的目的是防止倒吸和_____。

②晶體的化學式中a∶b＝_____，若缺失D裝置，實驗測得的b值會_____（選填“偏大”、“偏小”或“不變”）。x＝_____。

③請寫出該紅褐色固體在200℃時發生反應的總化學方程式_____。

Answer 1

【答案】Cl2和HCl 紫色的石蕊試液變紅色，且不褪色 使產生的水蒸氣和氯化氫氣體分別被裝置B、C完全吸收 1：2 偏大 12 Fe2(OH)2Cl412H2OFe2O3+11H2O+4HCl↑

【解析】

[猜想]由質量守恒定律可知，該刺激性氣味的氣體可能是氯氣或氯化氫氣體或氯氣與氯化氫氣體的混合物；故填：Cl2和HCl；

（1）Cl2溶于水，形成的溶液顯酸性，具有較強的漂白能力，能使石蕊溶液褪色。而氯化氫氣體溶于水形成鹽酸，鹽酸能使紫色的石蕊試液變紅色，且不褪色，證明猜想②成立；故填：紫色的石蕊試液變紅色，且不褪色；

[實驗]由質量守恒定律和題干信息可知，該物質分解為氧化鐵、水和氯化氫氣體。

①為了使產生的水蒸氣和氯化氫氣體分別被裝置B、C完全吸收以及防止發生倒吸現象，在停止加熱后要繼續通一會兒氮氣；故填：使產生的水蒸氣和氯化氫氣體分別被裝置B、C完全吸收；

②裝置C增重的質量即為生成氯化氫的質量，其中氯元素的質量為：14.6g××100%=14.2g；

16.0g氧化鐵中，鐵元素的質量為：16.0g××100%=11.2g

則Fe2(OH)aClbxH2O中，鐵元素與氯元素的質量比為：

112：35.5b=11.2g：14.2g

b=4

Fe2(OH)aClbxH2O中，鐵元素顯+3價，氫氧根顯-1價，氯元素顯-1價，根據化合物中各元素正負化合價的代數和為零可知：

（+3）×2+（-1）×a+（-1）×4=0

a=2

即：a：b=2：4=1：2

若缺失D裝置，空氣中的水蒸氣和二氧化碳也會被裝置C吸收，則實驗測得的b值會偏大；

由化學反應前后，元素的種類與質量不變可知：

Fe2(OH)2Cl4xH2O--Fe2O3

288+18x 160

50.4g 16.0g

（288+18x）：160=50.4g：16.0g

x=12

故填：1：2；偏大；12；

③Fe2(OH)2Cl412H2O在200℃時分解為氧化鐵、水和氯化氫氣體；故填：Fe2(OH)2Cl412H2OFe2O3+11H2O+4HCl↑。