Question

【題目】無(wú)水FeCl2易吸濕、易被氧化，常作為超高壓潤(rùn)滑油的成分。某實(shí)驗(yàn)小組利用無(wú)水FeCl3和氯苯（無(wú)色液體，沸點(diǎn)132.2℃）制備少量無(wú)水FeCl2，并測(cè)定無(wú)水FeCl2的產(chǎn)率。

實(shí)驗(yàn)原理：2FeCl3＋C6H5Cl2FeCl2＋C6H4Cl2＋HCl↑

實(shí)驗(yàn)裝置：按如圖所示組裝好的裝置，檢查氣密性后，向三頸燒瓶A中加入16.76g無(wú)水FeCl3和22.5g氯苯。

回答下列問(wèn)題：

（1）利用工業(yè)氮?dú)猓ê�有H2O、O2、CO2）制取純凈干燥的氮?dú)狻?/span>

①請(qǐng)從下列裝置中選擇必要的裝置，確定其合理的連接順序：a→________→上圖中的j口（按氣流方向，用小寫字母表示）。

②實(shí)驗(yàn)完成后通入氮?dú)獾闹饕�目的�?/span>________。

（2）裝置C中的試劑是________（填試劑名稱），其作用是________。

（3）啟動(dòng)攪拌器，在約126℃條件下劇烈攪拌30min，物料變成黑色泥狀。加熱裝置A最好選用__（填字母）。

a．酒精燈 b．水浴鍋 c．電磁爐 d．油浴鍋

（4）繼續(xù)升溫，在128～139℃條件下加熱2h，混合物顏色逐漸變淺，黏度降低。該步驟中加熱溫度已經(jīng)接近或超過(guò)氯苯沸點(diǎn)，但氯苯實(shí)際損失量卻非常小，其原因是________。

（5）繼續(xù)加熱1h后放置冷卻，在隔絕空氣條件下過(guò)濾出固體，用洗滌劑多次洗滌所得固體，置于真空中干燥，得到成品。若D中所得溶液恰好與25mL2.0mol·L－1NaOH溶液完全反應(yīng)，則該實(shí)驗(yàn)中FeCl2的產(chǎn)率約為________（保留3位有效數(shù)字）。

Answer 1

【答案】fg→de→bc（提示：除水后再除氧氣，防止還原鐵粉與水蒸氣反應(yīng)生成氫氣） 將生成的HCl氣體排入裝置D中被水完全吸收 無(wú)水氯化鈣 防止水蒸氣進(jìn)入裝置A中使FeCl2、FeCl3水解 d 球形冷凝管可使揮發(fā)的氯苯冷凝回流 97.0％

【解析】

（1）思路：先除CO2→再除H2O（順帶除去吸收二氧化碳帶出來(lái)的水蒸氣）→再除O2（除水后再除氧氣，防止還原鐵粉與水蒸氣反應(yīng)生成氫氣）；

（2）由FeCl2、FeCl3易水解性質(zhì)可解，前后一定要有干燥裝置；

（3）油浴鍋的好處是便于控制溫度；

（4）有冷凝管可使反應(yīng)物冷凝回流；

（1）①由分析可知，裝置接口的連接順序?yàn)?/span>fg→de→bc，吸收裝置注意長(zhǎng)進(jìn)短出；②實(shí)驗(yàn)完成后繼續(xù)通入氮?dú)獾闹饕�目的是：將生成�?/span>HCl氣體排入裝置D中被水完全吸收，防止測(cè)FeCl2的產(chǎn)率偏小。

（2）FeCl2、FeCl3易水解，裝置C中的試劑是干燥劑無(wú)水氯化鈣，其作用是防止水蒸氣進(jìn)入裝置A中使FeCl2、FeCl3水解；

（3）結(jié)合溫度約126℃，選擇油浴鍋的好處是便于控制溫度，故選d；

（4）由裝置圖可知，加熱溫度已經(jīng)接近或超過(guò)氯苯沸點(diǎn)，但氯苯實(shí)際損失量卻非常小，其原因是球形冷凝管可使揮發(fā)的氯苯冷凝回流；

（5）n(HCl)=n(NaOH)=0.025L2.0mol·L－1=0.05mol，

n(FeCl2)=n(HCl)=0.05mol=0.1mol，

加入16.76g無(wú)水FeCl3和22.5g氯苯，物質(zhì)的量分別約為0.103mol和0.2mol，由反應(yīng)方程式可知氯苯過(guò)量，

則該實(shí)驗(yàn)中FeCl2的產(chǎn)率約為100%97.0％。