Question

【題目】FeCl2是一種常用的還原劑、媒染劑。某化學實驗小組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

(1)用H2還原無水FeCl3制取FeCl2。有關裝置如下：

①H2還原無水FeCl3制取FeCl2的化學方程式為_____________。

②按氣流由左到右的方向，上述儀器的連接順序為_________（填字母，裝置可多次使用）；C中盛放的試劑是_____________。

③該制備裝置的缺點為________________。

(2)利用反應2FeCl3+C6H5Cl→2FeCl2+C6H4Cl2+HCl↑，制取無水FeCl2并測定FeCl3的轉化率。按下圖裝置，在三頸燒瓶中放入32.5g無水氯化鐵和過量的氯苯，控制反應溫度在一定范圍加熱3h，冷卻、分離提純得到粗產品。

①儀器a的名稱是__________。

②反應結束后，冷卻實驗裝置A，將三頸燒瓶內物質倒出，經過濾、洗滌、干燥后，得到粗產品。洗滌所用的試劑可以是____，回收濾液中C6H5C1的操作方法是______。

③反應后將錐形瓶中溶液配成250mL，量取25.00mL所配溶液，用0.40mol/LNaOH溶液滴定，終點時消耗NaOH溶液為19.60 mL，則氯化鐵的轉化率為__________。

④為了減少實驗誤差，在制取無水FeCl2過程中應采取的措施有：________（寫出一點即可）。

Answer 1

【答案】H2+2FeCl32FeCl2+2HCl BACDCE（或BCDCE） 堿石灰 氯化鐵易升華導致導管易堵塞 球形冷凝管 苯 蒸餾濾液，并收集沸點132℃的餾分 78.4％ 反應開始前先通N2一段時間，反應完成后繼續通N2一段時間；在裝置A和B之間連接一個裝有無水氯化鈣（或P2O5或硅膠）的球形干燥管

【解析】

(1)①②用H2還原無水FeCl3制取無水FeCl2，B裝置用鋅和稀鹽酸制備H2，A裝置用來除去氫氣中的氯化氫，C裝置用來干燥氫氣，可以盛放堿石灰，D裝置H2還原FeCl3，再用C裝置吸收反應產生的HCl，最后用E點燃處理未反應的氫氣；

③該制備裝置的缺點為FeCl3固體易升華，蒸氣遇冷發生凝華分析；

(2)①根據儀器結構判斷其名稱；

②三頸瓶內物質為氯化亞鐵、C6H5Cl、C6H4Cl2等，冷卻實驗裝置A，將三頸燒瓶內物質倒出，經過濾、洗滌、干燥后得到粗產品，根據物質的熔沸點和溶解性可知，可以用苯洗滌；根據濾液中各種物質沸點的不同對濾液進行蒸餾可回收C6H5Cl，據此答題；

③根據消耗的NaOH計算反應生成的HCl，結合方程式2FeCl3+C6H5Cl→2FeCl2+C6H4Cl2+HCl↑計算轉化的FeCl3，最終計算FeCl3的轉化率；

④FeCl3、FeCl2易吸水，反應產生的HCl會在容器內滯留。

(1)①H2具有還原性，可以還原無水FeCl3制取FeCl2，同時產生HCl，反應的化學方程式為H2+2FeCl32FeCl2+2HCl；

②用H2還原無水FeCl3制取無水FeCl2，裝置連接順序：首先是使用B裝置，用鋅和稀鹽酸制備H2，所制H2中混有HCl和H2O（g），再用A裝置用來除去氫氣中的氯化氫，然后用C裝置干燥氫氣，C裝置中盛放堿石灰，再使用D裝置使H2還原FeCl3，反應產生的HCl氣體用C裝置的堿石灰來吸收，未反應的H2通過裝置E點燃處理，故按照氣流從左到右的順序為BACDCE；也可以先使用B裝置制取H2，然后通過C的堿石灰除去氫氣中的雜質HCl、水蒸氣，然后通過D發生化學反應制取FeCl2，再用堿石灰吸收反應產生的HCl，最后通過點燃處理未反應的H2，故按照裝置使用的先后順序也可以是BCDCE；

C中盛放的試劑是堿石灰，是堿性干燥劑，可以吸收HCl或水蒸氣；

③該制備裝置的缺點為FeCl3固體易升華，蒸氣遇冷發生凝華，導致導氣管發生堵塞；

(2)①根據圖示裝置中儀器a的結構可知該儀器名稱為球形冷凝管；

②三頸瓶內物質為氯化亞鐵、C6H5Cl、C6H4Cl2等，冷卻實驗裝置A，將三頸燒瓶內物質倒出，經過濾、洗滌、干燥后得到粗產品，根據物質的熔沸點和溶解性可知，C6H5Cl、C6H4Cl2容易溶解在苯、乙醇中，不溶于水，而FeCl3、FeCl2易溶于水、乙醇，難溶于苯，所以洗滌時洗滌劑用苯；根據濾液中C6H5Cl、C6H4Cl2這兩種物質沸點的不同，對濾液進行蒸餾，并收集沸點132℃的餾分，可回收C6H5Cl；

③n(HCl)=n(NaOH)=0.40mol/L×0.0196L×=0.0784mol，根據反應2FeCl3+C6H5Cl→2FeCl2+C6H4Cl2+HCl↑，反應的FeCl3的物質的量為n(FeCl3)反應=2n(HCl)= 0.0784mol×2=0.1568mol，n(FeCl3)總=32.5g÷162.5g/mol=0.2mol，所以氯化鐵轉化率為×100%=78.4％；

④FeCl3、FeCl2易吸水，為防止B裝置中的水蒸氣進入A裝置，導致FeCl2等吸水而變質，可以在裝置A和B之間連接一個裝有無水氯化鈣（或P2O5或硅膠）的球形干燥管；同時為防止FeCl3、FeCl2與裝置內空氣中的水蒸氣、O2等反應，同時避免反應產生的HCl氣體會在容器內滯留，可以反應開始前先通N2一段時間排盡裝置中空氣，反應完成后繼續通N2一段時間將反應生成的HCl全部排入錐形瓶中。