Question

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

（1）裝置的合理連接順序為A、 、D，其中E裝置U形管左邊設計為粗導管的目的是 。

（2）A裝置中發生反應的化學方程式為 。

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

（4）待B中充分反應后，停止加熱后，還需持續通氧氣至 。

（5）設計實驗：

①利用E裝置U形管里的固體驗證Fe(OH)3是弱堿： 。

②測定裝置B的殘留固體中鐵元素的質量分數： 。

Answer 1

【答案】（1）CBEC；防止FeCl3冷凝在導管中，堵塞導管。

（2）2Na2O2 +2 H2O = 4NaOH + O2↑。

（3）4FeCl2 +3O2 2Fe2O3 +4Cl2。

（4）硬質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）測得溶液顯酸性，即證。

②稱取一定質量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，計算。

【解析】

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

故答案為：CBEC；防止FeCl3冷凝在導管中，堵塞導管。

（2）A裝置氧氣發生裝置，發生反應的化學方程式為：2Na2O2 +2 H2O = 4NaOH + O2↑。

故答案為：2Na2O2 +2 H2O = 4NaOH + O2↑。

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

故答案為：4FeCl2 +3O2 2Fe2O3 +4Cl2。

（4）待B中充分反應后，停止加熱后，還需持續通氧氣至硬質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發生，同時將全部被氫氧化鈉溶液吸收防止污染空氣。

故答案為：硬質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形管里的固體驗證Fe(OH)3是弱堿的實驗設計為：取少量固體加水溶解，用pH試紙（或pH計）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）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量分數的實驗設計為：稱取一定質量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、計算。

故答案為：②稱取一定質量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、計算。