精英家教网 > 高中化学 > 题目详情
9.工业上,向500℃~600℃的铁屑中通入氯气生产无水氯化铁;向炽热铁屑中通入氯化氢生产无水氯化亚铁.现用如图所示的装置模拟上述过程进行试验.

请回答下列问题:
(1)制取无水氯化铁的实验中,A中反应的化学方程式为MnO2+4HCl(浓)$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl2+Cl2↑+2H2O,装置B中加入的试剂是浓硫酸(填名称).
(2)制取无水氯化亚铁的实验中,装置A用来制取HCl(填化学式,下同).实验中产生尾气的成分是HCl和H2.若仍用D的装置进行尾气处理,存在的问题是发生倒吸、可燃性气体H2不能被吸收.
(3)若操作不当,制得的FeCl2 会含有少量FeCl3,检验FeCl3常用的试剂是KSCN溶液.欲制得纯净的FeCl2,在实验操作中应先A,再排出装置中的空气,防止在加热时Fe与O2反应.

分析 工业上,向500℃~600℃的铁屑中通入氯气生产无水氯化铁;向炽热铁屑中通入氯化氢生产无水氯化亚铁
,A装置:烧瓶中反应MnO2+4HCl(浓)$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl2+Cl2↑+2H2O,制取的氯气中含有水蒸气,B装置:容器中装有浓硫酸,浓硫酸有吸水性,且不和氯气反应,用浓硫酸干燥氯气;C装置:氯气与铁在加热条件下生成氯化铁,反应方程式为:2Fe+3Cl2$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2FeCl3,氯气有毒不能排放到空气中,D装置:吸收尾气氯气,
(1)实验室制备无水氯化铁:A装置:烧瓶中反应MnO2+4HCl(浓)$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl2+Cl2↑+2H2O,制取的氯气中含有水蒸气,B装置:容器中装有浓硫酸,浓硫酸有吸水性,且不和氯气反应,用浓硫酸干燥氯气;C装置:氯气与铁在加热条件下生成氯化铁,反应方程式为:2Fe+3Cl2$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2FeCl3,氯气有毒不能排放到空气中,D装置:吸收尾气氯气,Cl2+2NaOH═NaCl+NaClO+H2O,防止污染空气.实验室利用二氧化锰与浓盐酸加热反应制取氯气,浓硫酸可以干燥氯气;
(2)制取无水氯化亚铁,需要HCl气体,尾气的成分是剩余HCl和生成的氢气,HCl极易溶解于水,氢气不能溶于水;
(3)检验氯化铁常用硫氰化钾溶液,若要制取纯净的FeCl2,需先点燃A处的酒精灯排除装置中的空气,据此解答即可.

解答 解:(1)制取无水氯化铁的实验中,A装置制取的是氯气,实验室常用浓盐酸与二氧化锰加热制取,化学反应方程式为:MnO2+4HCl(浓)$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl2+Cl2↑+2H2O,制取的氯气中含有水蒸气,装置B的作用是干燥氯气,常用浓硫酸,
故答案为:MnO2+4HCl(浓)$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl2+Cl2↑+2H2O;浓硫酸;
(2)制取无水氯化亚铁,需要HCl气体,故A装置制取的是HCl,反应方程式为:Fe+2HCl$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$FeCl2+H2↑,故尾气的成分为未反应的HCl和生成的氢气,由于HCl极易溶于水,故若仍然采用D装置进行尾气处理,很容易造成倒吸,且氢气不溶于水,不利于氢气的吸收,氢气易燃,造成安全隐患,
故答案为:HCl;HCl和H2;发生倒吸;可燃性气体H2不能被吸收;
(3)检验氯化铁常用硫氰化钾溶液,若要制取纯净的FeCl2,需先排净装置中的空气,防止在加热时Fe与O2反应,故先点燃A处的酒精灯,再点燃C处的酒精灯,
故答案为:KSCN溶液;A;排出装置中的空气,防止在加热时Fe与O2反应.

点评 本题以氯化铁以及氯化亚铁的制取为载体,考查的是实验室中氯气的制取方法、常见尾气的处理方法以及铁离子的检验等,题目难度中等.

练习册系列答案
相关习题

科目:高中化学 来源: 题型:多选题

16.下列说法中正确的是(  )
A.各组成元素质量分数相同的烃是同一种烃
B.结构相似,组成上相差一个或若干个CH2原子团的有机物是同系物
C.能使溴的四氯化碳溶液褪色的烃一定是烯烃
D.C3H6和C4H8不一定是同系物

查看答案和解析>>

科目:高中化学 来源: 题型:解答题

20.化学在能源开发与利用中起着重要的作用,如甲醇、乙醇、二甲醚(CH3OCH3)等都是新型燃料.
(1)乙醇是重要的化工产品和液体燃料,可以利用下列反应制取乙醇.
2CO2(g)+6H2(g)?CH3CH2OH(g)+3H2O(g)△H=a kJ/mol
在一定压强下,测得上述反应的实验数据如表.
温度/K
CO2转化率%
$\frac{n({H}_{2})}{n(C{O}_{2})}$
500600700800
1.545%33%20%12%
2.060%43%28%15%
3.083%62%37%22%
根据表中数据分析:
①上述反应的a小于0(填“大于”或“小于”).
②在一定温度下,提高氢碳(即$\frac{n({H}_{2})}{n(C{O}_{2})}$)比,平衡常数K值不变(填“增大”、“减小”、或“不变”).
(2)催化剂存在的条件下,在固定容积的密闭容器中投入一定量的CO和H2,同样可制得乙醇(可逆反应).该反应过程中能量变化如图所示:

在一定温度下,向上述密闭容器中加入1mol CO、3mol H2及固体催化剂,使之反应.平衡时,反应产生的热量为Q kJ,若温度不变的条件下,向上述密闭容器中加入4mol CO、12mol H2及固体催化剂,平衡时,反应产生的热量为w kJ,则w的范围为4Q<w<2 (E2-E1).
(3)以乙醇蒸气、空气、氢氧化钠溶液为原料,石墨为电极可构成燃料电池,其工作原理与甲烷燃料电池原理相类似.该电池中负极上的电极反应式是CH3CH2OH-12e-+16OH-=2CO32-+11H2O.使用上述乙醇燃料电池电解(Pt电极)一定浓度的硫酸铜溶液通电一段时间后,向所得的溶液中加入0.1mol Cu(OH)2后恰好恢复到电解前的浓度和pH,则乙醇燃料电池在电解过程中转移电子数是0.4NA

查看答案和解析>>

科目:高中化学 来源: 题型:实验题

17.醇脱水是合成烯烃的常用方法,实验室合成环己烯的反应和实验装置如下:
可能用到的有关数据如表:
相对分子质量密度/(g•cm-3沸点/℃溶解性
环已醇1000.9618161微溶于水
环已烯820.810283难溶于水
合成反应:
在a中加入20g环己醇和2小片碎瓷片,冷却搅动下慢慢加入1mL浓硫酸.B中通入冷却水后,开始缓慢加热a,控制馏出物的温度不超过90℃.
分离提纯:
反应粗产物倒入分液漏斗中分别用少量5%碳酸钠溶液和水洗涤,分离后加入无水氯化钙颗粒,静置一段时间后弃去氯化钙.最终通过蒸馏得到纯净环己烯10g.
回答下列问题:
(1)装置b的名称是直形冷凝器.
(2)加入碎瓷片的作用是防止暴沸;如果加热一段时间后发现忘记加碎瓷片,应该采取的正确操作时B(填正确答案标号).
A.立即补加    B.冷却后补加       C.不需补加         D.重新配料
(3)本实验中最容易产生的副产物的结构简式为
(4)分液漏斗在使用前须清洗干净并检查是否漏液;在本实验分离过程中,产物应该从分液漏斗的上口倒出(填“上口倒出”或“下口放出”).
(5)分离提纯过程中加入无水氯化钙的目的是干燥.
(6)在环己烯粗产物蒸馏过程中,不可能用到的仪器有CD(填正确答案标号).
A.蒸馏烧瓶    B.温度计    C.吸滤瓶     D.球形冷凝管    E.接收器
(7)本实验所得到的环己烯产率是c(填正确答案标号).
A.41%         B.50%      C.61%       D.70%

查看答案和解析>>

科目:高中化学 来源: 题型:解答题

4.过氧化氢(H2O2)有广泛的用途.工业上用电解硫酸氢铵水溶液的方法制备过氧化氢,其反应原理是:2NH4HSO4$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$(NH42S2O8+H2↑,
(NH42S2O8+2H2O═2NH4HSO4+H2O2.其流程如下:
回答下列问题:
(1)根据以上反应原理可知,电解硫酸氢铵溶液时,阴极的电极反应方程式是:
2H++2e-═H2↑.
(2)在上流程图中,采用减压蒸馏的原因是:过氧化氢不稳定,受热容易分解,减小气压,使液体沸点降低.
可循环利用的物质是NH4HSO4
(3)过氧化氢具有的化学性质是ACD.
A.不稳定性     B.弱碱性    C.氧化性    D.还原性
(4)硫酸铜溶液中混有少量硫酸亚铁.在除去杂质的过程中,使用过氧化氢时反应的离子方程式是2 Fe2++H2O2+2H+═2Fe3++2H2O.
(5)在硫酸的存在下,用过氧化氢与乙酸作用制备过氧乙酸(CH3COOOH)的化学方程式是:CH3COOH+H2O2$\stackrel{H_{2}SO_{4}}{→}$CH3COOOH+H2O.

查看答案和解析>>

科目:高中化学 来源: 题型:多选题

14.图象法是研究化学反应的焓变的一种常用方法.已知化学反应A2(g)+B2(g)═2AB(g)的能量变化曲线如图所示,则下列叙述中正确的是(  )
A.每生成2 mol AB时吸收(a-b) kJ能量
B.该反应热△H=+(a-b) kJ•mol-1
C.该反应中反应物的总能量高于生成物的总能量
D.断裂1 mol A-A和1 mol B-B键时放出a kJ能量

查看答案和解析>>

科目:高中化学 来源: 题型:实验题

1.硫代硫酸钠是一种重要的化工产品.某兴趣小组拟制备硫代硫酸钠晶体(Na2S2O3•5H2O).
I.【查阅资料】
(1)Na2S2O3•5H2O是无色透明晶体,易溶于水,其稀溶液与BaCl2溶液混合无沉淀生成.
(2)向Na2CO3和Na2S混合溶液中通入SO2可制得Na2S2O3;所得产品常含有少量Na2SO3和Na2SO4
(3)Na2SO3易被氧化;BaSO3难溶于水,可溶于稀HCl.
II.【制备产品】
实验装置如图所示(省略夹持装置):

实验步骤:
(1)检查装置气密性,按图示加入试剂.
仪器a的名称是分液漏斗;E中的试剂是B(选填下列字母编号).
A.稀H2SO4          B.NaOH溶液           C.饱和NaHSO3溶液
(2)先向C中烧瓶加入Na2S和Na2CO3混合溶液,再向A中烧瓶滴加H2SO4
(3)等Na2S和Na2CO3完全消耗后,结束反应.过滤C中混合物,滤液蒸发(填写操作名称)、结晶、过滤、洗涤、干燥,得到产品.
III.【探究与反思】
(1)为验证产品中含有Na2SO3和Na2SO4,该小组设计了以下实验方案,请将方案补充完整.(所需试剂从稀HNO3、稀H2SO4、稀HCl、蒸馏水中选择)
取适量产品配成稀溶液,滴加足量BaCl2溶液,有白色沉淀生成,过滤,用蒸馏水洗涤沉淀,向沉淀中加入足量稀HCl,
若沉淀未完全溶解,并有刺激性气味的气体产生,则可确定产品中含有Na2SO3和Na2SO4
(2)为减少装置C中生成Na2SO4的量,在不改变原有装置的基础上对实验步骤(2)进行了改进,改进后的操作是先向A中烧瓶滴加浓硫酸,产生的气体将装置中的空气排尽后,再向C中烧瓶加入硫化钠和碳酸钠的混合溶液;防止Na2SO3被空气中的氧气氧化
(3)Na2S2O3•5H2O的溶液度随温度升高显著增大,所得产品通过重结晶方法提纯.
(4)利用黄铜矿冶炼铜产生的炉渣(含Fe2O3、FeO、SiO2、Al2O3)可制备Fe2O3.方法为:
①用稀盐酸浸取炉渣,过滤.
②滤液先氧化,再加入过量NaOH溶液,过滤,将沉淀洗涤、干燥、煅烧得Fe2O3
a.除去Al3+的离子方程式是Al3++4OH-=2H2O+AlO2-
b.选用提供的试剂,设计实验验证炉渣中含有FeO.
提供的试剂:稀盐酸、稀硫酸、KSCN溶液、KMnO4溶液、NaOH溶液、碘水所选试剂为稀硫酸、KMnO4溶液.

查看答案和解析>>

科目:高中化学 来源: 题型:解答题

18.某温度下,在2L的密闭容器中,加入1molX(g)和2molY(g)发生反应:
X(g)+mY(g)?3Z(g),平衡时,X、Y、Z的分别为30%、60%、10%.在此平衡体系中加入1molZ(g),再次达到平衡后,X、Y、Z的体积分数不变.请回答:
(1)m的值为2.
(2)X与Y的平衡转化率之比为1:1.
(3)第二次平衡时,Z的浓度为0.2mol/L.

查看答案和解析>>

科目:高中化学 来源: 题型:解答题

19.①高锰酸钾和浓盐酸可以发生如下反应:
2KMnO4+16HCl(浓)═5Cl2↑+2MnCl2+2KCl+8H2O,在该反应中,氧化剂是KMnO4
②标出上述方程式电子转移的方向与数目(用双线桥法)

查看答案和解析>>

同步练习册答案