【題目】FeCl2是一種常用的還原劑、媒染劑。某化學(xué)實驗小組在實驗室里用如下兩種方法來制備無水FeCl2。有關(guān)物質(zhì)的性質(zhì)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C6H5ClC6H4Cl2、苯,易溶于乙醇,易吸水

熔點/

-45

53

304

670

沸點/

132

173

316,易升華

700

(1)H2還原無水FeCl3制取FeCl2。有關(guān)裝置如下:

H2還原少量無水FeCl3制取FeCl2的化學(xué)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B→A→_________→E(填字母,裝置可多次使用);A中長頸漏斗的作用_____________。

C中盛放的試劑是_____________

(2)利用反應(yīng)2FeCl3+C6H5Cl2FeCl2+C6H4Cl2+HCl↑,制取無水FeCl2并測定FeCl3的轉(zhuǎn)化率。按如圖裝置,在三頸燒瓶中放入32.5 g無水氯化鐵和過量的氯苯,反應(yīng)開始前先通N2一段時間,控制反應(yīng)溫度在一定范圍加熱3 h,反應(yīng)完成后繼續(xù)通一段時間N2至裝置冷卻后,分離提純得到粗產(chǎn)品。

①儀器a的作用是__________。

②反應(yīng)中提供過量氯苯的作用是__________

③反應(yīng)結(jié)束后,冷卻實驗裝置A,將三頸燒瓶內(nèi)物質(zhì)倒出,經(jīng)過濾、洗滌、干燥后,得到粗產(chǎn)品。洗滌所用的試劑可以是____,回收濾液中C6H5Cl的操作方法是______。

④反應(yīng)后將錐形瓶中溶液配成250 mL,量取25.00 mL所配溶液,用0.400 mol/LNaOH溶液滴定,終點時消耗NaOH溶液為19.60 mL,則氯化鐵的轉(zhuǎn)化率為__________。

【答案】H2+2FeCl32FeCl2+2HCl C D C 平衡壓強,便于觀察裝置是否有堵塞 堿石灰 冷凝回流,防止有機物揮發(fā) 促進反應(yīng)正向進行,提高FeCl3的轉(zhuǎn)化率 蒸餾濾液 78.4

【解析】

(1)H2還原無水FeCl3制取FeCl2,用B裝置H2,用A觀察H2的流速并平衡氣壓,用C裝置中的堿石灰干燥H2,干燥后的H2與無水FeCl3D中發(fā)生反應(yīng):H2+2FeCl32FeCl2+2HCl,為防止外界空氣中的水蒸氣進入D裝置,D之后再連接一個C,最后用E裝置處理尾氣;

(2)A三頸燒瓶中放入32.5 g無水氯化鐵和過量的氯苯,控制反應(yīng)溫度在一定范圍加熱3 h,發(fā)生反應(yīng):2FeCl3+C6H5Cl2FeCl2+3C6H4Cl2+HCl↑,反應(yīng)結(jié)束后,冷卻實驗裝置A,將三頸燒瓶內(nèi)物質(zhì)倒出,經(jīng)過濾、用苯洗滌、干燥后,得到粗產(chǎn)品,將濾液蒸餾,收集沸點132℃的餾分,回收C6H5C1,為了減少實驗誤差,反應(yīng)開始前先通N2一段時間,反應(yīng)完成后繼續(xù)通N2一段時間,在裝置AB之間連接一個裝有無水氯化鈣(P2O5或硅膠)的球形干燥管,以此解答該題。

(1)H2還原無水FeCl3制取FeCl2的反應(yīng)為:H2+2FeCl32FeCl2+2HCl

②用B裝置H2,用A觀察H2的流速并平衡氣壓,A中長頸漏斗可以平衡壓強,同時也便于觀察裝置是否有堵塞;用C裝置干燥H2,干燥后的H2與無水FeCl3D中發(fā)生反應(yīng),為防止外界空氣中的水蒸氣進入D裝置,D之后再連接一個C,最后用E裝置處理尾氣,故按氣流由左到右的方向,上述儀器的連接順序為:BACDCE;A中長頸漏斗的作用是平衡壓強,便于觀察裝置是否有堵塞;

C的目的是干燥H2,用以吸收H2中的水蒸氣,其盛放的試劑是堿石灰;

(2)①儀器a為球形冷凝管,其作用是冷凝回流,防止有機物揮發(fā);

②在裝置A會發(fā)生反應(yīng):2FeCl3+C6H5Cl2FeCl2+C6H4Cl2+HCl↑,在反應(yīng)中使用過量的氯苯,可以促進反應(yīng)正向進行,提高FeCl3的轉(zhuǎn)化率;

③反應(yīng)結(jié)束后,冷卻實驗裝置A,三頸燒瓶內(nèi)物質(zhì)主要是產(chǎn)物FeCl2,還有過量的氯苯及副產(chǎn)物C6H4Cl2,由題可知,氯苯和副產(chǎn)物C6H4Cl2易溶于苯、乙醇而不溶于水,FeCl2不溶于苯、C6H5Cl、C6H4Cl2,,易溶于水和乙醇,易吸水,故洗滌所用的試劑可以是苯;回收濾液中C6H5Cl的操作方法是蒸餾濾液,并收集沸點132℃的餾分;

④根據(jù)Fe元素守恒,可知32.5 g無水氯化鐵理論上生成FeCl2的物質(zhì)的量為:n(FeCl2)=n(FeCl3)==0.2 molHCl消耗標(biāo)準液NaOH的物質(zhì)的量n(NaOH)=0.400 mol/L ×0.0196 L=7.84×10-3 mol,故根據(jù)反應(yīng)方程式中物質(zhì)轉(zhuǎn)化關(guān)系可知反應(yīng)生成的n(FeCl2)=2n(HCl)=2×7.84×10-3 mol×=0.1568 mol,所以FeCl3的轉(zhuǎn)化率為×100%=78.4%

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】粉煤灰是燃煤產(chǎn)生的重要污染物,主要成分有Al2O3、Fe2O3、MgOSiO2等物質(zhì)。用硫酸銨固體等試劑提取粉煤灰中Al2O3并制取鋁的工藝流程如圖:

回答下列問題:

(1)已知煙氣中含有NH3,煅燒工序中Al2O3參與反應(yīng)的化學(xué)方程式為___。

(2)濾渣Ⅰ濾渣Ⅲ主要成分的化學(xué)式分別為__、__。

(3)將濾液Ⅱ通過__、過濾、洗滌、干燥后得到的晶體可返回__工序中循環(huán)利用。

(4)向濾液Ⅲ中通入過量CO2,生成沉淀的離子方程式為__。

(5)電解Al2O3制備Al需要冰晶石(Na3AlF6)作助熔劑。Na3AlF6可由Al(OH)3、Na2CO3HF反應(yīng)制得,反應(yīng)的化學(xué)方程式為__。

(6)某工廠利用上述流程從m噸粉煤灰中制得nAl2O3,則原粉煤灰中鋁的質(zhì)量分數(shù)為__。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】新型納米材料MFe2Ox(3x4)M表示+2價的金屬元素,在反應(yīng)中化合價不發(fā)生變化。常溫下,MFe2Ox能使工業(yè)廢氣中的SO2轉(zhuǎn)化為S,流程如下,則下列判斷正確的是( )

A.MFe2Ox是氧化劑

B.SO2是該反應(yīng)的催化劑

C.x<y

D.MFe2Oy是還原產(chǎn)物

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】寫出符合下列要求的離子方程式:

(1)等體積、等物質(zhì)的量濃度的碳酸氫鈣溶液與氫氧化鈉溶液混合_________________;

(2)等體積、等物質(zhì)的量濃度的碳酸氫鈣溶液與氫氧化鈣溶液混合____________________;

(3)等體積、等物質(zhì)的量濃度的碳酸氫鈉溶液與氫氧化鋇溶液混合____________________

(4)氫氧化鈣與碳酸氫鈉等物質(zhì)的量在溶液中反應(yīng)______________________________;

(5)氫氧化鈣與碳酸氫鈉按物質(zhì)的量比12在溶液中反應(yīng)______________________________。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】常溫下,向1L0.1mol·L1一元酸HR溶液中逐漸通入氨氣[已知常溫下NH3·H2O電離平衡常數(shù)K1.76×105],使溶液溫度和體積保持不變,混合溶液的pH與離子濃度變化的關(guān)系如圖所示。下列敘述正確的是

A.0.1mol·L1HR溶液的pH5

B.當(dāng)pH=6時,水電離出的氫離子濃度為1.0×106

C.當(dāng)通入0.1 mol NH3時,c()c(R)c(H+)c(OH)

D.當(dāng) pH=7時,c()=c(R)

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】海水是一個巨大的化學(xué)資源庫,下列有關(guān)海水綜合利用的說法正確的是(  )

A.海水提溴的過程中,沒有發(fā)生氧化還原反應(yīng)

B.海水中的氘(HDO 0.03‰)發(fā)生聚變的能量,足以保證人類上億年的能源消費,HDOH2O化學(xué)性質(zhì)不同

C.從海水中可以得到NaCl,電解NaCl溶液可制備金屬鈉

D.如圖,在電場中利用膜技術(shù)(陽離子交換膜只允許陽離子通過,陰離子交換膜只允許陰離子通過)淡化海水,此法稱為電滲析法

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】丙烷燃燒可以通過以下兩種途徑:

途徑I:C3H8(g) + 5O2(g) == 3CO2(g) +4H2O(l) ΔH=-a kJ·mol-1

途徑II:C3H8(g) ==C3H6(g)+ H2(g) ΔH=+b kJ·mol-1

2C3H6(g)+ 9O2(g) == 6CO2(g) +6H2O(l) ΔH=-c kJ·mol-1

2H2(g)+O2(g) == 2H2O(l) ΔH=-d kJ·mol-1(a、b、c、d均為正值)

請回答下列問題:

(1)判斷等量的丙烷通過兩種途徑放出的熱量,途徑I放出的熱量 ______(填大于”、“等于小于)途徑II放出的熱量。

(2)由于C3H8(g) ==C3H6(g)+ H2(g) 的反應(yīng)中,反應(yīng)物具有的總能量______(填大于”、“等于小于)生成物具有的總能量,那么在化學(xué)反應(yīng)時。反應(yīng)物就需要______(填放出、或吸收)能量才能轉(zhuǎn)化為生成物,因此其反應(yīng)條件是______________。

(3)b a、c、d的數(shù)學(xué)關(guān)系式是______________。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】丁烯是一種重要的化工原料,可由丁烷催化脫氫制備。回答下列問題:

(1)正丁烷(C4H10)脫氫制1-丁烯(C4H8)的熱化學(xué)方程式如下:

①C4H10(g)= C4H8(g)+H2(g) ΔH1

已知:②C4H10(g)+ O2(g)= C4H8(g)+H2O(g) ΔH2=-119 kJ·mol-1

③H2(g)+ O2(g)= H2O(g) ΔH3=-242 kJ·mol-1

反應(yīng)①的ΔH1________ kJ·mol-1。圖(a)是反應(yīng)①平衡轉(zhuǎn)化率與反應(yīng)溫度及壓強的關(guān)系圖,x_____________0.1(填“大于”或“小于”);欲使丁烯的平衡產(chǎn)率提高,應(yīng)采取的措施是__________(填標(biāo)號)。

A.升高溫度 B.降低溫度 C.增大壓強 D.降低壓強

(2)丁烷和氫氣的混合氣體以一定流速通過填充有催化劑的反應(yīng)器(氫氣的作用是活化催化劑),出口氣中含有丁烯、丁烷、氫氣等。圖(b)為丁烯產(chǎn)率與進料氣中n(氫氣)/n(丁烷)的關(guān)系。圖中曲線呈現(xiàn)先升高后降低的變化趨勢,其降低的原因是___________

(3)圖(c)為反應(yīng)產(chǎn)率和反應(yīng)溫度的關(guān)系曲線,副產(chǎn)物主要是高溫裂解生成的短碳鏈烴類化合物。丁烯產(chǎn)率在590℃之前隨溫度升高而增大的原因可能是___________、____________;590℃之后,丁烯產(chǎn)率快速降低的主要原因可能是_____________。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】目前認為酸催化乙烯水合制乙醇的反應(yīng)機理及能量與反應(yīng)進程的關(guān)系如圖所示。下列說法正確的是

A.①、②、③三步反應(yīng)均釋放能量

B.該反應(yīng)進程中有兩個過渡態(tài)

C.第①步反應(yīng)的活化能最小

D.總反應(yīng)速率由第①步反應(yīng)決定

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