题目内容

2.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.

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+2H2O+Cl2↑,装置B中加入的试剂是浓硫酸.
(2)制取无水氯化亚铁的实验中,装置A用来制取气体HCl.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)欲制得纯净的FeCl2,在实验操作中应先点燃A处酒精灯,再点燃C处酒精灯.

分析 由题给信息可知,题中装置可用于制备氯化铁或氯化亚铁,如制备氯化亚铁,A用于制备HCl,B为干燥装置,在C中生成氯化亚铁,D为尾气处理装置,如制备氯化铁,A用于制备氯气,应先分别除去HCl、水后再在C中生成氯化铁,且C、D之间添加干燥装置,防止氯化铁水解,D为尾气处理装置,以此解答该题.

解答 解:(1)制备氯化铁,应用氯气和铁反应,则A用于制备氯气,反应的化学方程式为,B为干燥装置,可用浓硫酸干燥,
故答案为:MnO2+4HCl(浓)$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl2+2H2O+Cl2↑;浓硫酸.
(2)由题给信息可知制取无水氯化亚铁的实验中,装置A用来制取HCl,氯化氢和铁反应生成氢气,则尾气中混有氯化氢和氢气,因氯化氢易溶于水,应防止倒吸,生成氢气可用点燃的方法除去,氢氧化钠溶液不能吸收,
故答案为:HCl; HCl和H2; 发生倒吸,可燃性气体H2不能被吸收;
(3)制备氯化亚铁,先生成HCl,将装置内的空气排除,再点燃C处酒精灯,故答案为:A;C.

点评 本题以氯化铁以及氯化亚铁的制取为载体,为高考常见题型,侧重于学生的分析、实验能力的考查,考查的是实验室中氯气的制取方法、常见尾气的处理方法,明确氯气制备原理和性质是解题关键,题目难度中等.

练习册系列答案
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17.己二酸  是一种工业上具有重要意义的有机二元酸,在化工生产、有机合成工业、医药、润滑剂制造等方面都有重要作用,能够发生成盐反应、酯化反应等,并能与二元醇缩聚成高分子聚合物等,己二酸产量居所有二元羧酸中的第二位.实验室合成己二酸的反应原理和实验装置示意图如图:
 
可能用到的有关数据如下:
物质密度(20℃) 熔点 沸点溶解性相对分子质量
环己醇 0.962g/cm3 25.9℃ 160.8℃20℃时水中溶解度3.6g,可混溶于乙醇、苯100
己二酸 1.36g/cm3 152℃ 337.5℃ 在水中的溶解度:15℃时1.44g,25℃时2.3g,易溶于乙醇,不溶于苯146
实验步骤如下;
Ⅰ、在三口烧瓶中加入16mL 50%的硝酸(密度为1.31g/cm3),再加入1~2粒沸石,滴液漏斗中盛放有5.4mL环己醇.
Ⅱ、水浴加热三口烧瓶至50℃左右,移去水浴,缓慢滴加5~6滴环己醇,摇动三口烧瓶,观察到有红棕色气体放出时再慢慢滴加剩下的环己醇,维持反应温度在60℃~65℃之间.
Ⅲ、当环己醇全部加入后,将混合物用80℃~90℃水浴加热约10min(注意控制温度),直至无红棕色气体生成为止.
IV、趁热将反应液倒入烧杯中,放入冰水浴中冷却,析出晶体后过滤、洗涤得粗产品.V、粗产品经提纯后称重为5.7g.
请回答下列问题:
(1)滴液漏斗的细支管a的作用是平衡滴液漏斗与三口烧瓶内的压强,使环己醇能够顺利流下,仪器b的名称为球形冷凝管(或冷凝管).
(2)已知用NaOH溶液吸收尾气时发生的相关反应方程式为:
2NO2+2NaOH═NaNO2+NaNO3+H2O    NO+NO2+2NaOH═2NaNO2+H2O;如果改用纯碱溶液吸收尾气时也能发生类似反应,则相关反应方程式为:2NO2+Na2CO3=NaNO2+NaNO3+CO2、NO+NO2+Na2CO3=2NaNO2+CO2
(3)向三口烧瓶中滴加环己醇时,要控制好环己醇的滴入速率,防止反应过于剧烈导致温度迅速上升,否则.可能造成较严重的后果,试列举一条可能产生的后果:反应液暴沸冲出冷凝管;放热过多可能引起爆炸;产生的NO2气体来不及被碱液吸收而外逸到空气中.
(4)为了除去可能的杂质和减少产品损失,可分别用冰水和苯洗涤晶体.
(5)粗产品可用重结晶法提纯(填实验操作名称).本实验所得到的己二酸产率为75%.
11.
己二酸 是一种工业上具有重要意义的有机二元酸,在化工生产、有机合成工业、医药、润滑剂制造等方面都有重要作用,能够发生成盐反应、酯化反应等,并能与二元醇缩聚成高分子聚合物等,己二酸产量居所有二元羧酸中的第二位.实验室合成己二酸的反应原理和实验装置示意图如图:

可能用到的有关数据如下:
物质密度(20℃)熔点沸点溶解性相对分子质量
环己醇0.962g/cm325.9℃160.8℃20℃时水中溶解度3.6g,可混溶于乙醇、苯100
乙二酸1.36g/cm3152℃337.5℃在水中的溶解度:15℃时,1.44g,25℃时2.3g,易溶于乙醇,不溶于苯146
实验步骤如下;
I、在三口烧瓶中加入16mL 50%的硝酸(密度为1.31g/cm3),再加入1~2粒沸石,滴液漏斗中盛放有5.4mL环己醇.
II、水浴加热三口烧瓶至50℃左右,移去水浴,缓慢滴加5~6滴环己醇,摇动三口烧瓶,观察到有红棕色气体放出时再慢慢滴加剩下的环己醇,维持反应温度在60℃~65℃之间.
III、当环己醇全部加入后,将混合物用80℃~90℃水浴加热约10min(注意控制温度),直至无红棕色气体生成为止.
IV、趁热将反应液倒入烧杯中,放入冰水浴中冷却,析出晶体后过滤、洗涤得粗产品.V、粗产品经提纯后称重为5.7g.
请回答下列问题:
(1)仪器b的名称为球形冷凝管(或冷凝管).
(2)向三口烧瓶中滴加环己醇时,要控制好环己醇的滴入速率,防止反应过于剧烈导致温度迅速上升,否则.可能造成较严重的后果,试列举一条可能产生的后果:反应液暴沸冲出冷凝管;放热过多可能引起爆炸,产生的二氧化氮气体来不及被碱液吸收而外逸到空气中.
(3)已知用NaOH溶液吸收尾气时发生的相关反应方程式为:2NO2+2NaOH═NaNO2+NaNO3+H2O,NO+NO2+2NaOH═2NaNO2+H2O;如果改用纯碱溶液吸收尾气时也能发生类似反应,则相关反应方程式为:2NO2+Na2CO3═NaNO2+NaNO3+CO2、NO+NO2+Na2CO3═2NaNO2+CO2
(4)为了除去可能的杂质和减少产品损失,可分别用冰水和苯洗涤晶体.
(5)粗产品可用重结晶 法提纯(填实验操作名称).本实验所得到的己二酸产率为75%.

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