Question

【題目】已知氯化亞鐵的熔點(diǎn)674℃、沸點(diǎn)1023℃；三氯化鐵在300℃以上易升華，易溶于水并且有強(qiáng)烈的吸水性。在500℃條件下氯化亞鐵與氧氣可能發(fā)生多種反應(yīng)，反應(yīng)之一為：12FeCl2 +3O22Fe2O3 +8FeCl3。某研究小組選用以下裝置（夾持裝置省略，裝置可重復(fù)選用）進(jìn)行反應(yīng)的探究。回答下列問題：

（1）裝置的合理連接順序?yàn)锳、 、D，其中E裝置U形管左邊設(shè)計(jì)為粗導(dǎo)管的目的是 。

（2）A裝置中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為 。

（3）反應(yīng)過程發(fā)現(xiàn)，裝置B中除生成紅棕色固體外，還觀察到黃綠色氣體，生成該氣體的化學(xué)方程式為 。

（4）待B中充分反應(yīng)后，停止加熱后，還需持續(xù)通氧氣至 。

（5）設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)：

①利用E裝置U形管里的固體驗(yàn)證Fe(OH)3是弱堿： 。

②測定裝置B的殘留固體中鐵元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)： 。

Answer 1

【答案】（1）CBEC；防止FeCl3冷凝在導(dǎo)管中，堵塞導(dǎo)管。

（2）2Na2O2 +2 H2O = 4NaOH + O2↑。

（3）4FeCl2 +3O2 2Fe2O3 +4Cl2。

（4）硬質(zhì)玻璃管冷卻到室溫且裝置中的黃綠色氣體完全消失。

（5）①取少量固體加水溶解，用pH試紙（或pH計(jì)）測得溶液顯酸性，即證。

②稱取一定質(zhì)量B中的殘留固體，加入足量的鹽酸（或硫酸等）溶解，加足量的H2O2氧化后再加入足量氫氧化鈉溶液得沉淀，過濾、洗滌、在空氣中充分灼燒至恒重稱量，計(jì)算。

【解析】

試題分析：（1）依題意知制取FeCl3的反應(yīng)原理12FeCl2 +3O22Fe2O3 +8FeCl3，且三氯化鐵在300℃以上易升華，易溶于水并且有強(qiáng)烈的吸水性。所以裝置的合理連接順序?yàn)锳 為氧氣發(fā)生裝置→C干燥氧氣→B生成FeCl3反應(yīng)裝置→E冰鹽水冷卻收集FeCl3裝置→C裝置可防止D中水蒸氣進(jìn)入E→D尾氣處理裝置，即正確的連接順序?yàn)锳、C、B、E、C、D；其中E裝置U形管左邊設(shè)計(jì)為粗導(dǎo)管的目的是防止FeCl3冷凝在導(dǎo)管中，堵塞導(dǎo)管。

故答案為：CBEC；防止FeCl3冷凝在導(dǎo)管中，堵塞導(dǎo)管。

（2）A裝置氧氣發(fā)生裝置，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2Na2O2 +2 H2O = 4NaOH + O2↑。

故答案為：2Na2O2 +2 H2O = 4NaOH + O2↑。

（3）依據(jù)題意可知反應(yīng)過程中裝置B中除生成紅棕色固體Fe2O3外，還生成黃綠色氣體Cl2，根據(jù)氧化還原反應(yīng)化學(xué)方程式書寫規(guī)律可知生成該氣體的化學(xué)方程式為：4FeCl2 +3O2 2Fe2O3 +4Cl2。

故答案為：4FeCl2 +3O2 2Fe2O3 +4Cl2。

（4）待B中充分反應(yīng)后，停止加熱后，還需持續(xù)通氧氣至硬質(zhì)玻璃管冷卻到室溫且裝置中的黃綠色氣體完全消失防止有副反應(yīng)發(fā)生，同時(shí)將全部被氫氧化鈉溶液吸收防止污染空氣。

故答案為：硬質(zhì)玻璃管冷卻到室溫且裝置中的黃綠色氣體完全消失。

（5）①利用E裝置U形管里的固體驗(yàn)證Fe(OH)3是弱堿的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)為：取少量固體加水溶解，用pH試紙（或pH計(jì)）測得溶液顯酸性，即證。

故答案為：取少量固體加水溶解，用pH試紙（或pH計(jì)）測得溶液顯酸性，即證。

②測定裝置B的殘留固體中鐵元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)為：稱取一定質(zhì)量B中的殘留固體，加入足量的鹽酸（或硫酸等）溶解，加足量的H2O2氧化后再加入足量氫氧化鈉溶液得沉淀，過濾、洗滌、在空氣中充分灼燒至恒重稱量、計(jì)算。

故答案為：②稱取一定質(zhì)量B中的殘留固體，加入足量的鹽酸（或硫酸等）溶解，加足量的H2O2氧化后再加入足量氫氧化鈉溶液得沉淀，過濾、洗滌、在空氣中充分灼燒至恒重稱量、計(jì)算。