Question

10．FeCl₂是一種常用的還原劑．有關數(shù)據(jù)如下：

	C6H5Cl（氯苯）	C6H4Cl2	FeCl3	FeCl2
溶解性	不溶于水，易溶于苯		不溶于C6H5Cl、C6H4Cl2、苯，易吸水．
熔點/℃	-45	53	--	--
沸點/℃	132	173	--	--
相對式量	112.5	147	162.5	128

實驗室可以用多種方法來制備無水FeCl₂．回答下列問題：

I．按如圖1裝置用H₂還原無水FeCl₃制取．
（1）用裝置A制取H₂，其優(yōu)點是隨開隨用以及通過開關彈簧夾，可以使反應隨時進行或停止；D中反應的化學方程式為H₂+2FeCl₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2FeCl₂+2HCl．
（2）裝置E的作用是吸收氯化氫氣體同時防止空氣中的水份進入D裝置．
Ⅱ．按右圖裝置，在三頸燒瓶中放入162.5g無水氯化鐵和225g氯苯，控制反應溫度在128℃～139℃加熱3h，反應接近100%．反應如下：2FeCl₃+C₆H₅Cl→FeCl₂+C₆H₄Cl₂+HCl
（3）上述反應中，還原劑是C₆H₅Cl．
（4）反應溫度接近或超過C₆H₅Cl的沸點，但實驗過程中C₆H₅Cl并不會大量損失．原因是實驗使用了冷凝回流裝置．
（5）冷卻后，將三頸瓶內物質經過過濾，洗滌，干燥后，得到粗產品．
①洗滌所用的試劑可以是苯；
②簡述回收濾液中C₆H₅Cl的方案蒸餾濾液，并收集132℃餾分．
（6）僅通過燒杯中的現(xiàn)象變化就可以監(jiān)控氯化鐵的轉化率．若要監(jiān)控氯化鐵轉化率達到或超過80%，則燒杯中應加入含溶質為16g且滴有酚酞的NaOH溶液（忽略滯留在裝置中的氣體）．

Answer 1

分析 I．按如圖1裝置可知，用H₂還原無水FeCl₃制取無水FeCl₂，A裝置一般用鋅和稀鹽酸制備H₂，B裝置用來除去氫氣中的氯化氫，C裝置用來干燥氫氣，可以裝置堿石灰，E裝置中也要裝置堿石灰，吸收氯化氫氣體同時防止空氣中的水份進入D裝置，D裝置中用氫氣與氯化氯生成氯化亞，據(jù)此答題．
II．（3）根據(jù)反應2FeCl₃+C₆H₅Cl→2FeCl₂+C₆H₄Cl₂+HCl可知，氯苯能使氯化鐵生成氯化亞鐵，所以氯苯為還原劑；
（4）根據(jù)圖2可知，裝置有冷凝回流裝置，所以為了提高反應速率，可以將反應溫度接近或超過C₆H₅Cl的沸點，但實驗過程中C₆H₅Cl并不會大量損失；
（5）三頸瓶內物質為氯化亞鐵、C₆H₅Cl、C₆H₄Cl₂，根據(jù)其溶解性可知，可以用有機溶劑將C₆H₅Cl、C₆H₄Cl₂溶解，過濾后可得氯化亞鐵，對濾液進行蒸餾可回收C₆H₅Cl，據(jù)此答題；
（6）根據(jù)反應2FeCl₃+C₆H₅Cl→2FeCl₂+C₆H₄Cl₂+HCl，利用氯化氫的量可判斷氯化鐵轉化率，要確定生成氯化氫的量，可在燒杯中加入一定量的氫氧化鈉，并用酚酞作指示劑進行判斷反應進行的程度．

解答 解：I．按如圖1裝置可知，用H₂還原無水FeCl₃制取無水FeCl₂，A裝置一般用鋅和稀鹽酸制備H₂，B裝置用來除去氫氣中的氯化氫，C裝置用來干燥氫氣，可以裝置堿石灰，E裝置中也要裝置堿石灰，吸收氯化氫氣體同時防止空氣中的水份進入D裝置，D裝置中用氫氣與氯化氯生成氯化亞．
（1）裝置A為啟普發(fā)生器的簡易裝置，適用于固液混合狀態(tài)且不需加熱而制取的氣體，且固體必須是塊狀的，該裝置的優(yōu)點是便于控制反應，實驗室一般用鋅和稀鹽酸制備H₂，用裝置A制取H₂，通過開關彈簧夾，可以使反應隨時進行或停止，D中反應的化學方程式為H₂+2FeCl₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2FeCl₂+2HCl，
故答案為：通過開關彈簧夾，可以使反應隨時進行或停止；H₂+2FeCl₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2FeCl₂+2HCl；
（2）根據(jù)上面的分析可知，E中盛放的試劑是堿石灰；吸收氯化氫氣體，同時防止空氣中的水份進入D裝置，
故答案為：吸收氯化氫氣體同時防止空氣中的水份進入D裝置；
II．（3）根據(jù)反應2FeCl₃+C₆H₅Cl→2FeCl₂+C₆H₄Cl₂+HCl可知，氯苯能使氯化鐵生成氯化亞鐵，所以氯苯為還原劑，
故答案為：C₆H₅Cl；
（4）根據(jù)圖2可知，裝置有冷凝回流裝置，所以為了提高反應速率，可以將反應溫度接近或超過C₆H₅Cl的沸點，但實驗過程中C₆H₅Cl并不會大量損失，
故答案為：實驗使用了冷凝回流裝置；
（5）三頸瓶內物質為氯化亞鐵、C₆H₅Cl、C₆H₄Cl₂，根據(jù)其溶解性可知，可以用有機溶劑例如苯將C₆H₅Cl、C₆H₄Cl₂溶解，過濾后可得氯化亞鐵，對濾液進行蒸餾可回收C₆H₅Cl，
①洗滌所用的試劑可以是苯；
故答案為：苯；
②回收濾液中C₆H₅Cl的方案是蒸餾濾液，并收集132℃餾分，
故答案為：蒸餾濾液，并收集132℃餾分；
（6）根據(jù)反應2FeCl₃+C₆H₅Cl→2FeCl₂+C₆H₄Cl₂+HCl，氯化鐵轉化率達到或超過80%，則可產生氯化氫的物質的量為$\frac{162.5g}{162.5g/mol}$×$\frac{1}{2}$×80%=0.40mol，所以可在燒杯中加入0.40×40g的氫氧化鈉即16g，并用酚酞作指示劑進行判斷反應進行的程度，如果16g氫氧化鈉完全反應，則產率達到或超過80%，
故答案為：16．

點評 本題考查實驗室制備氯化亞鐵的方案設計與評價，題目難度中等，本題注意把握實驗操作原理，把握題給信息，掌握實驗操作方法，學習中注意積累．