Question

【题目】铁有两种氯化物，都是重要的化工试剂，它们的一些性质及制备方法如下所示：

Ⅰ.氯化铁：熔点为306 ℃，沸点为315 ℃，易吸收空气中的水分而潮解。工业上采用向500～600 ℃的铁粉中通入氯气来生产无水氯化铁。

Ⅱ.氯化亚铁：熔点为670 ℃，易升华。工业上采用向炽热铁粉中通入氯化氢来生产无水氯化亚铁。

实验室可用下图所示的装置模拟工业生产无水氯化铁，请回答相关问题：

(1)装置A用于KMnO4固体与浓盐酸反应制氯气，a管的作用是______________，反应的离子方程式为__________。

(2)导管b口应与_______________(从虚线框内装置中选择一个装置，用字母代号填空)连接，这样可避免反应系统与环境间的相互影响。

(3)实验完成后，取广口瓶C中收集到的产物进行如下测定

①称取4.2 g样品溶于过量的稀盐酸中；②加入足量H2O2；③再加入足量NaOH溶液；④过滤、洗涤后灼烧沉淀；⑤称量所得红棕色固体为2.40 g。则该样品中铁元素的质量分数为_________。

(4)由以上数据分析和计算得出结论：

①用此装置制得的无水氯化铁含铁量___________ (填“偏高”或“偏低”)，显然其中含有较多的___________(填化学式)杂质。

②若要得到较纯净的无水氯化铁，可采取的装置改进措施是 ______。

Answer 1

【答案】2MnO4-+16H++10Cl-=2Mn2++5Cl2↑+8H2O 平衡压强，使液体顺利滴下 F 40% 偏高 FeCl2 在AB装置间增加一个饱和食盐水的洗气装置，除去氯气中混有的HCl

【解析】

由实验装置可知，A中发生2MnO4-+16H++10Cl-=2Mn2++5Cl2↑+8H2O，a管中导气管是维持分液漏斗和圆底烧瓶的压强相等，使液体顺利滴下。B中浓硫酸干燥氯气，C中发生2Fe+3Cl2-2FeCl3，水槽中冰水冷却，C中收集到FeCl3，若产物中混有FeCl2，可利用其还原性或与K3[Fe(CN)6]溶液生成蓝色沉淀检验，F为干燥管，F中为碱石灰可吸收未反应的氯气，且防止空气中水进入装置C中导致氯化铁水解，以此来解答。

(1)在装置A中，用KMnO4与浓盐酸反应制取氯气，反应的离子方程式为2MnO4-+16H++10Cl-=2Mn2++5Cl2↑+8H2O，a管中导气管是维持分液漏斗和圆底烧瓶的压强相等，使液体顺利滴下，

故答案为：2MnO4-+16H++10Cl-=2Mn2++5Cl2↑+8H2O；平衡压强，使液体顺利滴下；

(2)仪器F的名称是干燥管；D中装的药品是碱石灰，其作用是吸收未反应的氯气，且防止空气中水进入装置C中导致氯化铁水解，

故答案为：F；

(3) )取装置C中的产物，按以下步骤进行测定：①称取4.20g产品溶于过量的稀盐酸中；②加入足量H2O2溶液；③再加入足量NaOH溶液；④过滤、洗涤后灼烧沉淀；⑤称量所得红棕色固体为2.40g，可知氧化铁为2.40g，由Fe元素守恒可知该样品中铁元素的质量分数为×100%=40%，

故答案为：40%；

(4)①因盐酸易挥发，未除去氯气中的HCl，由FeCl2中Fe的质量分数大于FeCl3中Fe的质量分数可知，用题目所给的装置制得的产物中，铁元素含量偏高，说明含有FeCl2杂质，

故答案为：偏高；FeCl2；

②若要得到较纯净的无水氯化铁，可采取的“装置”改进措施在AB装置间增加一个饱和食盐水的洗气装置，除去氯气中混有的HCl，

故答案为：在AB装置间增加一个饱和食盐水的洗气装置，除去氯气中混有的HCl。