题目内容
17．氯化铁是常见的水处理剂，利用废铁屑可制备无水氯化铁．实验室制备装置和工业制备流程图如下：
已知：（1）无水FeCl3的熔点为555K、沸点为588K．
（2）废铁屑中的杂质不与盐酸反应
（3）不同温度下六水合氯化铁在水中的溶解度如下：
| 温度/℃ | 0 | 20 | 80 | 100 |
| 溶解度（g/100g H2O） | 74.4 | 91.8 | 525.8 | 535.7 |
Ⅰ．打开弹簧夹K1，关闭弹簧夹K2，并打开活塞a，缓慢滴加盐酸．
Ⅱ．当…时，关闭弹簧夹K1，打开弹簧夹K2，当A中溶液完全进入烧杯后关闭活塞a．
Ⅲ．将烧杯中溶液经过一系列操作后得到FeCl3•6H2O晶体．请回答：
（1）实验室制备装置图中，向A中加入盐酸的仪器是分液漏斗，烧杯中加入足量的H2O2溶液的作用是（用离子方程式表示）2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O．
（2）为了测定废铁屑中铁的质量分数，可使铁完全与盐酸反应，利用右边装置测定生成的氢气的体积．则操作Ⅱ中“…”的内容是装置A中不产生气泡或量气管和水准管液面不变．
（3）工业制备中反应炉中发生反应的化学方程式为2Fe+3Cl2=2FeCl3．吸收塔中用FeCL2溶液做吸收剂吸收尾气，反应的离子方程式2Fe2++Cl2=2Fe3+．
（4）工业制备过程中，从三氯化铁溶液获得FeCL3.6H2O的操作是加入稀盐酸后蒸发浓缩、冷却结晶、过滤．
（5）FeCl3的质量分数通常可用碘量法测定：称取m g无水氯化铁样品，溶于稀盐酸，配制成100mL溶液；取出10.00mL，加入稍过量的KI溶液，充分反应后，滴入几滴淀粉溶液，并用c mol•L-1 Na2S2O3溶液滴定，消耗V mL．[已知：I2+2S2O32-═2I-+S4O62-，M（FeCL3）=162.5g/mol）]
①配制溶液时需要的仪器有天平（带砝码）、药匙、烧杯、玻璃棒、胶头滴管、100mL的容量瓶．
②样品中氯化铁的质量分数$\frac{162.5cV}{m}$%．
分析 （1）根据装置图可知，向A中加入盐酸的仪器是分液漏斗，根据实验装置和操作步骤可知，实验室制备无水FeCl3，是利用铁与盐酸反应生成FeCl2，然后把FeCl2氧化成FeCl3，先制得FeCl3•6H2O晶体，再脱结晶水制得无水FeCl3．烧杯中足量的H2O2溶液是作氧化剂，把亚铁离子全部氧化成三价铁离子；
（2）铁与盐酸反应完全时，不再产生氢气，所以装置A中不产生气泡或量气管和水准管的液面不再变化，此时，可将A中FeCl2溶液放入烧杯中进行氧化．
（3）从工业制备流程图分析可知，反应炉中进行的反应是 2Fe+3Cl2=2FeCl3，因此，进入吸收塔中的尾气是没有参加反应的氯气，在吸收塔中氯气被吸收剂吸收，反应后生成FeCl3溶液，所以吸收剂应是FeCl2溶液；
（4）从FeCl3溶液制得FeCl3•6H2O晶体的操作步骤是：蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥．
（5）①配制100mL溶液时需要的仪器有天平（带砝码）、药匙、烧杯、玻璃棒、胶头滴管、100mL的容量瓶；
②根据2Fe3++2I -=2Fe2++I2； I2+2S2O32-═2I-+S4O62-；可得关系式：2Fe3+～I2～2S2O32-，根据Na2S2O3的物质的量求得氯化铁的质量，进而求样品中氯化铁的质量分数．
解答 解：（1）根据装置图可知，向A中加入盐酸的仪器是分液漏斗，根据实验装置和操作步骤可知，实验室制备无水FeCl3，是利用铁与盐酸反应生成FeCl2，然后把FeCl2氧化成FeCl3，先制得FeCl3•6H2O晶体，再脱结晶水制得无水FeCl3．烧杯中足量的H2O2溶液是作氧化剂，把亚铁离子全部氧化成三价铁离子，离子方程式为2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O，
故答案为：分液漏斗；2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O；
（2）铁与盐酸反应完全时，不再产生氢气，所以装置A中不产生气泡或量气管和水准管的液面不再变化，此时，可将A中FeCl2溶液放入烧杯中进行氧化；
故答案为：装置A中不产生气泡或量气管和水准管液面不变（其他合理答案也给分）；
（3）从工业制备流程图分析可知，反应炉中进行的反应是 2Fe+3Cl2=2FeCl3，因此，进入吸收塔中的尾气是没有参加反应的氯气，在吸收塔中氯气被吸收剂吸收，反应后生成FeCl3溶液，所以吸收剂应是FeCl2溶液，反应的离子方程式为：2Fe2++Cl2=2Fe3+；
故答案为：2Fe+3Cl2=2FeCl3；2Fe2++Cl2=2Fe3+；
（4）从FeCl3溶液制得FeCl3•6H2O晶体的操作步骤是：蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥；
故答案为：蒸发浓缩、冷却结晶；
（5）①配制100mL溶液时需要的仪器有天平（带砝码）、药匙、烧杯、玻璃棒、胶头滴管、100mL的容量瓶，
故答案为：100mL的容量瓶；
②求样品中氯化铁的质量分数
由反应：2Fe3++2I -=2Fe2++I2； I2+2S2O32-═2I-+S4O62-；可得关系式：
2Fe3+-I2-2S2O32-
1 1
n cV×10-3
求得n（Fe3+）=cV×10-3mol，则样品中氯化铁的质量分数为：
ω（Fe3+）=cV×10-3mol×10×162.5g/mol×100%=$\frac{162.5cV}{m}$%；
故答案为：$\frac{162.5cV}{m}$%．
点评 本题考查学生对工艺流程的理解、物质的分离提纯等基本操作、氧化还原反应滴定应用、溶度积有关计算等，难度中等，需要学生具有扎实的基础知识与灵活运用知识解决问题的能力．
| A． | 原子总数相同 | B． | 物质的量相同 | C． | 分子总数相同 | D． | 质量相同 |
| A． | $\frac{a-b}{a}$ | B． | $\frac{a}{a+b}$ | C． | $\frac{2a-b}{a}$ | D． | $\frac{2a-b}{b}$ |
溴苯是一种化工原料，实验室合成溴苯的装置示意图及有关数据如下：按下列合成步骤回答问题：| 苯 | 溴 | 溴苯 | |
| 密度/g•cm-3 | 0.88 | 3.10 | 1.50 |
| 沸点℃ | 80 | 59 | 156 |
| 水中溶解度 | 微溶 | 微溶 | 微溶 |
+Br2$\stackrel{铁粉}{→}$
+HBr；（2）在a中加入15mL无水苯和少量铁屑．在b中小心加入4.0mL液态溴．向a中滴入几滴溴，有白色烟雾产生，是因为生成了HBr气体，继续滴加至液溴滴完．装置d装置的作用是吸收HBr和Br2．
（3）液溴滴完后，经过下列步骤分离提纯：
①向a中加入10mL水，然后过滤除去未反应的铁屑；
②滤液依次用l0mL水、8mL l0%的NaOH溶液、10mL水洗涤．NaOH溶液洗涤的作用是除去HBr和未反应的Br2；
③向分出的粗溴苯中加入少量的无水氯化钙，静置、过滤．加入氯化钙的目的是干燥．
（4）经以上分离操作后，粗溴苯中还含有的主要杂质为苯；要进一步提纯，下列操作中必须的是D（填入正确选项前的字母）．
A．重结晶 B．过滤 C．萃取 D．蒸馏．
氢化钙（CaH2）是二种常用的储氢材料，也是登山运动员常用的能源提供剂，需要密封保存，遇水反应生成氢氧化钙和氢气．•某研究性学习小组模拟生产企业制取氢化钙【实验】
用锌粒和稀硫酸反应制得干燥、纯净的氢气，再与金属钙在加热的条件下直接化合，即可制得CaH2．
（1）下列有关该实验的说法正确的是acd．
a其他条件相同时，粗锌制取氢气的速率比纯锌快
b•加热时，必须通人氮气作为保护气，以防止空气的干扰
c可以用浓硫酸或碱石灰对H2进行干燥除杂
d•开始实验时，应先通人H2，后给金属钙加热
已停止实验时，应先停止通人H2，后停止加热•
【提出假设】
（2）由于实验中操作不当，金属钙或氢化钙都可能被氧化；该小组甲同学对反应后的固体产物成分提出如下假设．
假设l：含有Ca 和CaH2．
假设2：含有CaH2和CaO．
假设3：含有Ca、CaH2、CaO．
【设计实验方案，验证假设】
（3）定性实验用化学方法鉴别Ca与CaH2，请设计实验完成下表中内容．
| 实验步骤（不要求写具体操作过程） | 预期现象和结论 |
| 取少量固体样品，•… |
①取m1g样品与水完全反应，利用如图装置测定生成的气体体积时，在a时进行收集（填字母）
a刚开始有气泡时
b气泡连续均匀时
c气体经过验纯后，再收集
②如果装置气密性良好，操作正确，乙同学认为：由于液体加入，导致气体的体积测定偏大，则计算出氢化钙的质量分数偏高（天“偏高”、“偏低”“无影响”）
【反思与交流】
（5）登山运动员常用氢化钙作为能源提供剂，与氢气相比，其优点是氢化钙是固体，携带方便．既然金属钙与水反应也能生成氢气，为什么还要讲金属钙制备成氢化钙呢？你的观点是等质量的钙与氢化钙中，氢化钙产生成氢气多．
（Ⅰ）一研究性学习小组对某工业城市的空气污染进行了下列研究．
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