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4.FeCl2是一种常用的还原剂.有关数据如下:
C6H5Cl(氯苯)C6H4Cl2FeCl3FeCl2
溶解性不溶于水,易溶于苯不溶于C6H5Cl、C6H4Cl2、苯,易吸水.
熔点/℃-4553----
沸点/℃132173----
查阅资料知:氯化铁遇水剧烈水解.实验室可以用如下方法来制备无水FeCl2
按图装置,在三颈烧瓶中放入a g无水氯化铁和过量的氯苯,控制反应温度在128~139℃加热3h,冷却,分离提纯得到粗产品.

回答下列问题:
(1)上述生成FeCl2的反应中,还原剂是C6H5Cl.
(2)实验装置中,仪器B的作用是防止安全瓶内的水分进入A装置,导致FeCl2变质,虚线框内应选择的安全瓶(盛有蒸馏水)是c.(填标号)
(3)实验过程中控制反应温度接近或超过C6H5Cl的沸点,C6H5Cl不会有明显损失,原因是_实验使用了冷凝回流装置.
(4)冷却反应后的实验装置,对三颈烧瓶内的物质进行过滤、洗涤、干燥,得到粗产品.
①洗涤沉淀所用的试剂应为b.(填标号)
a.蒸馏水    b.苯    c.烧碱溶液
②回收滤液中C6H5Cl的方案为蒸馏滤液,并收集132℃馏分.
(5)用x mol•L-1NaOH溶液滴定安全瓶中得到的盐酸,消耗少y mLNaOH溶液,则反应中氯化铁的转化率为$\frac{x•y×1{0}^{-3}×2×162.5}{a}×100%$(只列出计算式).
(6)已知25℃时,Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10-38此温度下在实验室中配制100mL5.0mol•L-1,FeCl3溶液,为使配制过程中不出现浑浊现象,则至少需要加入2mol•L-1的盐酸2.5mL(总体积忽略加入盐酸体积).

分析 (1)根据反应2FeCl3+C6H5Cl→2FeCl2+C6H4Cl2+HCl可知,氯苯能使氯化铁生成氯化亚铁,所以氯苯为还原剂;
(2)根据题意氯化铁遇水剧烈水解,仪器B吸收水分,防止氯化亚铁变质;考虑氯化氢极易溶于水;
(3)装置有冷凝回流装置,所以为了提高反应速率,可以将反应温度接近或超过C6H5Cl的沸点,但实验过程中C6H5Cl并不会大量损失;
(4)①三颈瓶内物质为氯化亚铁、C6H5Cl、C6H4Cl2,根据其溶解性可知;
②可以用有机溶剂将C6H5Cl、C6H4Cl2溶解,过滤后可得氯化亚铁,对滤液进行蒸馏可回收C6H5Cl,据此分析;
(5)根据2FeCl3~HCl~NaOH的关系式计算消耗的FeCl3质量,再计算转化率;
(6)若不出现浑浊现象,则c(Fe3+)×C3(OH-)≤Ksp[Fe(OH)3],代入有关数据后可求出c(OH-),进而计算c(H+),结合溶液稀释前后溶质的物质的量不变计算该题.

解答 解:(1)由装置可知:根据反应2FeCl3+C6H5Cl→2FeCl2+C6H4Cl2+HCl制备产品,氯苯能使氯化铁生成氯化亚铁,所以氯苯为还原剂;
故答案为:C6H5Cl;
(2)仪器B的为干燥管,作用是防止安全瓶内的水分进入A装置,导致FeCl2变质;氯化氢极易溶于水,防倒吸,选C装置;
故答案为:防止安全瓶内的水分进入A装置,导致FeCl2变质;c;
(3)根据装置图可知,装置有冷凝回流装置,所以为了提高反应速率,可以将反应温度接近或超过C6H5Cl的沸点,但实验过程中C6H5Cl并不会大量损失;
故答案为:实验使用了冷凝回流装置;
(4)三颈瓶内物质为氯化亚铁、C6H5Cl、C6H4Cl2,根据其溶解性可知,可以用有机溶剂例如苯将C6H5Cl、C6H4Cl2溶解,过滤后可得氯化亚铁,对滤液进行蒸馏可回收C6H5Cl,
①洗涤所用的试剂可以是苯;
故答案为:b;
②回收滤液中C6H5Cl的方案是蒸馏滤液,并收集132℃馏分;
故答案为:蒸馏滤液,并收集132℃馏分;
(5)2FeCl3~HCl~NaOH,则消耗的n(FeCl3)=2n(NaOH)=2×xy×10-3mol,m(FeCl3)=2×xy×10-3×162.5g,故氯化铁转化率为$\frac{x•y×1{0}^{-3}×2×162.5}{a}×100%$;
故答案为:$\frac{x•y×1{0}^{-3}×2×162.5}{a}×100%$;
(6)若不出现浑浊现象,则c(Fe3+)×C3(OH-)≤Ksp[Fe(OH)3],代入有关数据后可求出c(OH-)≤2×10-13mol/L,c(H+)≥0.05mol/L,则加入盐酸的体积至少为$\frac{0.1L×0.05mol/L}{2mol/L}$=2.5mL;
故答案为:2.5.

点评 本题考查实验室制备氯化亚铁的方案设计与评价,题目难度较大,本题注意把握实验操作原理,把握题给信息,掌握实验操作方法,学习中注意积累.

练习册系列答案
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科目:高中化学 来源: 题型:解答题

7.下表为元素周期表的一部分:
Y
XZ
请回答下列问题:
(1)Z元素在周期表中的位置为第三周期ⅦA族.
(2)表中元素原子半径最大的是(写元素符号)Si.
(3)下列事实能说明Y元素的非金属性比硫元素的非金属性强的是ac(填序号).
a.Y单质与H2S溶液反应,溶液变浑浊
b.在氧化还原反应中,1molY单质比1mol硫得电子多
c.Y和硫两元素的简单氢化物受热分解,前者的分解温度高
(4)现有一定量的铜与一定浓度的硝酸和硫酸的混合酸反应,生成的盐只有硫酸铜,同时生成的两种气体均由上表中两种元素组成,气体的相对分子质量都小于50.为防止污染,将产生的气体完全转化为最高价含氧酸盐,消耗1L2.2mol•L-1 NaOH溶液和1molO2,则两种气体的分子式及物质的量分别为NO:0.9mol,NO2:1.3mol,生成硫酸铜物质的量为2mol.

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科目:高中化学 来源: 题型:解答题

8.碳、氮和铝的单质及其化合物在工农业生产和生活中有重要用途.
(1)真空碳热还原一氧化法可实现由铝矿制备金属铝,其相关的热化学方程式如下:
Al2O3(s)+AlC13(g)+3C(s)═3AlCl(g)+3CO(g)△H=a kJ•mol-1
3AlCl(g)═2Al(l)+AlC13(g)△H=b kJ•mol-1
用含a、b的代数式表示反应:Al2O3(s)+3C(s)=2Al(l)+3CO(g)的△H=a+bkJ•mol-1
(2)用活性炭还原法可以处理氮氧化物.某研究小组向某密闭容器中加入一定量的活性炭和NO,发生反应C(s)+2NO(g)?N2(g)+CO2(g)△H=Q kJ•mol-1.在T1℃时,反应进行到不同时间测得各物质的浓度如下:
01020304050
NO1.000.680.500.500.600.60
N200.160.250.250.300.30
CO200.160.250.250.300.30
①0~10min内,NO的平均反应速率v(NO)=0.032 mol•L-1•min-1,T1℃时,该反应的平衡常数K=0.25.
②30min后升高温度至T2℃,达到平衡时,容器中NO、N2、CO2的浓度之比为3:1:1,则Q<0(填“>”、“<”或“═”)
③在恒容条件下,能判断该反应一定达到化学平衡状态的依据是cd (填选项编号).
a.单位时间内生成2nmolNO(g)的同时消耗nmolCO2(g)
b.反应体系的压强不再发生改变
c.混合气体的密度保持不变
d.混合气体的平均相对分子质量保持不变
④若保持与上述反应前30min的反应条件不变,起始时NO的浓度为2.50mol/L,则反应达平衡时c(NO)=1.25mol/L.NO的转化率不变(填“增大”、“减小”或“不变”).
(3)直接排放煤燃烧产生的烟气会引起严重的环境问题,将燃煤产生的二氧化碳回收利用,可达到低碳排放的目的.如图是通过人工光合作用,以CO2和H2O为原料制备HCOOH和O2的原理示意图.电极b表面发生的电极反应式为CO2+2H++2e-=HCOOH.

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科目:高中化学 来源: 题型:选择题

12.下列关于硅及其化合物叙述中,正确的是(  )
A.CO2和SiO2都能与水反应生成相应的酸
B.硅可以用做半导体材料,SiO2可用于制光导纤维
C.氢氧化钠溶液保存在磨口玻璃塞的试剂瓶中
D.玻璃是人类最早使用的硅酸盐材料,玻璃加热熔化时有固定的熔点

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科目:高中化学 来源: 题型:选择题

19.设NA为阿伏加德罗常数的值,下列叙述正确的是(  )
A.1.8 g D2O含有NA个中子
B.标准状况下,22.4 L己烷中共价键数目为19NA
C.5.35 g NH4Cl固体中含有N-H键的个数为0.4NA
D.常温下将0.1 mol Fe投入足量的浓硝酸中,转移的电子数为0.3NA

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科目:高中化学 来源: 题型:实验题

9.某同学设计如图装置,用过量浓硫酸与铜反应制取SO2,并探究SO2与Na2O2反应的产物.
 
Ⅰ.制取SO2
(1)写出烧瓶中生成SO2的化学方程式:Cu+2H2SO4$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO4+SO2↑+2H2O
(2)写出实验现象:
①细铜丝表面:有气泡产生,细铜丝溶解
②实验过程中,烧瓶内液体始终保持澄清,并逐渐变为蓝色
(3)欲使反应停止,应进行的操作是:先抽拉粗铜丝使细铜丝与浓硫酸脱离接触,再熄灭酒精灯烧瓶中液体冷却后,可观察到的现象是:有白色固体生成,溶液变为无色
Ⅱ.探究SO2与Na2O2反应后的固体产物.
  (4)实验方案如下:取洗涤玻璃棉所得溶液,滴加足量的BaCl2溶液,产生白色沉淀,再加入足量的稀盐酸,若白色沉淀不溶解,则产物只有Na2SO4,若白色沉淀全部溶解,则产物只有Na2SO3,若白色沉淀部分溶解,且产生刺激性气味的气体,则产物含有Na2SO4和Na2SO3
(5)把Na2O2粉末散附在玻璃棉上的目的是:SO2与Na2O2充分接触若Na2O2未完全反应,对实验结果的影响是(用必要的文字和化学方程式表示)
III.装置改进
(6)老师指出该实验装置需做如下改进(只答出一种即可):在烧杯与硬质玻璃管之间加安全瓶或烧杯中导管接倒置的漏斗,且漏斗刚好接触溶液.

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科目:高中化学 来源: 题型:解答题

16.硫及其化合物在生产和生活中都发挥着重要的作用.
(1)SO2是形成酸雨的主要污染物,燃煤脱硫的原理为2CaO(s)+2SO2(s)+O2(g)?2CaSO4(s)
向10L恒温恒容密闭容器中加入3mol CaO,并通入2mol SO2和lmol O2发生上述反应,2min时达平衡,此时CaSO4为l.8mol.0〜2min内,用SO2表示的该反应的速率v(SO2)=0.09mol/(L•min);其他条件保持不变,若上述反应在恒压条件下进行,达到平衡时SO2的转化率增大(“增大”、“减小”或“不变”).
(2)25℃时,H2SO3的电离常数Kal=1×10-2,Ka2=6×10-8,则该温度下NaHSO3的水解平衡常数Kb=1×10-12.判断NaHSO3溶液显酸性(填“酸”、“碱”或“中”),用简要文字叙述原因是HSO3-电离大于水解.
(3)Na2SO3溶液作为吸收液可脱除烟气中的SO2.当吸收液的pH降至约为6时,需送至电解槽再生.再生示意图如下:

HSO3-在阳极放电时的电极反应式是HSO3-+H2O-2e-=SO42-+3H+
(4)利用“化学蒸气转移法”制备TaS2晶体,发生如下反应
TaS2(s)+2I2(g)?TaI4(g)+S2(g)△H>0

如上图所示,上述反应在石英真空管中进行,先在温度为T2的一端放入未提纯的TaS2粉末和少量I2 (g),-段时间后,在溫度为T1的一端得到了纯净的TaS2晶体,则温度T1<T2 (填“>”“<”或“=”)上述反应体系中循环使用的物质是I2

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科目:高中化学 来源: 题型:选择题

7.如图表示水中c(H+)和c(OH-)的关系,下列判断错误的是(  )
A.XZ线上任意点均呈中性,pH=7
B.两条曲线间任意点均有c(H+)•c(OH-)=Kw
C.M区域内任意点均有c(H+)<c(OH-
D.图中T1<T2

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科目:高中化学 来源: 题型:选择题

8.下图关于各实验装置(夹持装置已略去)的叙述,正确的是(  )
A.装置①可用于模拟侯氏制碱法制取碳酸氢钠
B.装置②可用于制备少量NH3
C.装置③可用于准确取一定体积酸性KMnO4标准溶液
D.装置④常用于分离互不相溶的液体混合物

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