Question

【题目】FeCl2是一种常用的还原剂、媒染剂。某化学实验小组在实验室里用如下两种方法来制备无水FeCl2。有关物质的性质如下：

	C6H5Cl(氯苯)	C6H4Cl2(二氯苯)	FeCl3	FeCl2
溶解性	不溶于水，易溶于苯、乙醇		不溶于C6H5Cl、C6H4Cl2、苯，易溶于乙醇，易吸水
熔点/℃	-45	53	304	670
沸点/℃	132	173	316，易升华	700

(1)用H2还原无水FeCl3制取FeCl2。有关装置如下：

①H2还原少量无水FeCl3制取FeCl2的化学方程式为_____________。

②按气流由左到右的方向，上述仪器的连接顺序为B→A→___→___→___→E(填字母，装置可多次使用)；A中长颈漏斗的作用_____________。

③C中盛放的试剂是_____________。

(2)利用反应2FeCl3+C6H5Cl2FeCl2+C6H4Cl2+HCl↑，制取无水FeCl2并测定FeCl3的转化率。按如图装置，在三颈烧瓶中放入32.5 g无水氯化铁和过量的氯苯，反应开始前先通N2一段时间，控制反应温度在一定范围加热3 h，反应完成后继续通一段时间N2至装置冷却后，分离提纯得到粗产品。

①仪器a的作用是__________。

②反应中提供过量氯苯的作用是__________。

③反应结束后，冷却实验装置A，将三颈烧瓶内物质倒出，经过滤、洗涤、干燥后，得到粗产品。洗涤所用的试剂可以是____，回收滤液中C6H5Cl的操作方法是______。

④反应后将锥形瓶中溶液配成250 mL，量取25.00 mL所配溶液，用0.400 mol/L的NaOH溶液滴定，终点时消耗NaOH溶液为19.60 mL，则氯化铁的转化率为__________。

Answer 1

【答案】H2+2FeCl32FeCl2+2HCl C D C 平衡压强，便于观察装置是否有堵塞 碱石灰 冷凝回流，防止有机物挥发 促进反应正向进行，提高FeCl3的转化率 苯 蒸馏滤液 78.4％

【解析】

(1)H2还原无水FeCl3制取FeCl2，用B装置H2，用A观察H2的流速并平衡气压，用C装置中的碱石灰干燥H2，干燥后的H2与无水FeCl3在D中发生反应：H2+2FeCl32FeCl2+2HCl，为防止外界空气中的水蒸气进入D装置，D之后再连接一个C，最后用E装置处理尾气；

(2)在A三颈烧瓶中放入32.5 g无水氯化铁和过量的氯苯，控制反应温度在一定范围加热3 h，发生反应：2FeCl3+C6H5Cl2FeCl2+3C6H4Cl2+HCl↑，反应结束后，冷却实验装置A，将三颈烧瓶内物质倒出，经过滤、用苯洗涤、干燥后，得到粗产品，将滤液蒸馏，收集沸点132℃的馏分，回收C6H5C1，为了减少实验误差，反应开始前先通N2一段时间，反应完成后继续通N2一段时间，在装置A和B之间连接一个装有无水氯化钙(或P2O5或硅胶)的球形干燥管，以此解答该题。

(1)①H2还原无水FeCl3制取FeCl2的反应为：H2+2FeCl32FeCl2+2HCl；

②用B装置H2，用A观察H2的流速并平衡气压，A中长颈漏斗可以平衡压强，同时也便于观察装置是否有堵塞；用C装置干燥H2，干燥后的H2与无水FeCl3在D中发生反应，为防止外界空气中的水蒸气进入D装置，D之后再连接一个C，最后用E装置处理尾气，故按气流由左到右的方向，上述仪器的连接顺序为：BACDCE；A中长颈漏斗的作用是平衡压强，便于观察装置是否有堵塞；

③C的目的是干燥H2，用以吸收H2中的水蒸气，其盛放的试剂是碱石灰；

(2)①仪器a为球形冷凝管，其作用是冷凝回流，防止有机物挥发；

②在装置A会发生反应：2FeCl3+C6H5Cl2FeCl2+C6H4Cl2+HCl↑，在反应中使用过量的氯苯，可以促进反应正向进行，提高FeCl3的转化率；

③反应结束后，冷却实验装置A，三颈烧瓶内物质主要是产物FeCl2，还有过量的氯苯及副产物C6H4Cl2，由题可知，氯苯和副产物C6H4Cl2易溶于苯、乙醇而不溶于水，FeCl2不溶于苯、C6H5Cl、C6H4Cl2，，易溶于水和乙醇，易吸水，故洗涤所用的试剂可以是苯；回收滤液中C6H5Cl的操作方法是蒸馏滤液，并收集沸点132℃的馏分；

④根据Fe元素守恒，可知32.5 g无水氯化铁理论上生成FeCl2的物质的量为：n(FeCl2)=n(FeCl3)==0.2 mol，HCl消耗标准液NaOH的物质的量n(NaOH)=0.400 mol/L ×0.0196 L=7.84×10-3 mol，故根据反应方程式中物质转化关系可知反应生成的n(FeCl2)=2n(HCl)=2×7.84×10-3 mol×=0.1568 mol，所以FeCl3的转化率为×100%=78.4%。