题目内容

4．氯化亚铁具有独有的脱色能力，适用于染料、染料中间体、印染、造纸行业的污水处理．某课题小组设计如下方案制备氯化亚铁并探究氯化亚铁（Fe2+）的还原性．
某同学选择下列装置用氯化铁制备少量氯化亚铁（装置不可以重复使用）．查阅资料知，氯化铁遇水剧烈水解，在加热条件下氢气还原氯化铁生成FeCl2和HCl．

（1）实验开始前应先检查装置的气密性，请叙述装置A气密性检验的方法：关闭活塞，向长颈漏斗内注水至形成一段水柱且液面高度不变，说明装置气密性良好
（2）气流从左至右，装置接口连接顺序是ab c e f d
（3）装置C中干燥管中所盛试剂的名称是：碱石灰或生石灰，作用是：除去HCl、并防止空气中水的进入
（4）装置C中酒精灯的作用是：燃烧H2，防止污染空气
（5）为了测定氯化亚铁的质量分数，某同学进行了如下实验：
称取实验制备的氯化亚铁样品5.435g，配成溶液，用1.00mol•L-1酸性KMnO4标准溶液滴定至终点．（已知还原性Fe2+＞Cl-）滴定结果如表所示：
滴定次数标准溶液的体积
滴定前刻度/mL滴定后刻度/mL
11.0425.03
21.9825.99
33.2025.24
①写出滴定过程中所发生的2个离子方程式：MnO4-+5Fe2++8H+═Mn2++5Fe3++4H2O，2MnO4-+16H++10Cl-=2Mn2++5Cl2↑+8H2O
②样品中氯化亚铁的质量分数为70.1%．

分析 （1）装置气密性的检验，利用长颈漏斗检验使用注水法，加入水形成一段水柱且保持不变；
（2）装置的连接顺序是利用装置A生成氢气通过浓硫酸干燥后通入装置D中的玻璃管中加热反应，在加热条件下氢气还原氯化铁生成FeCl2和HCl，剩余氢气通过装置C点燃处理；
（3）装置C中碱石灰或生石灰吸收生成的氯化氢，故C中干燥管应盛放碱石灰作用除去HCl、并防止空气中水的进入；
（4）先制备氢气，但有杂质水，选择除杂试剂（干燥），已知氢气还原氯化铁生成FeCl2和HCl，制备FeCl2，而氯化铁遇水剧烈水解，应注意前后都要防水进入，后考虑有尾气，进行尾气处理，尾气两种未反应完全的氢气与HCl，装置C中酒精灯的作用为燃烧H2，防止污染空气；
（5）图表数据分析可知第三次滴定数值误差太大离子物质的量舍去，依据第一次和第二次滴定结果计算高锰酸钾溶液的平均体积，V=$\frac{25.03-1.04+25.99-1.98}{2}$ml=24ml，结合氧化还原反应定量关系计算，MnO4-+5Fe2++8H+═Mn2++5Fe3++4H2O，2MnO4-+16H++10Cl-=2Mn2++5Cl2↑+8H2O，
设FeCl3与FeCl2物质的量分别为x、y，Fe2+为ymol，Cl-为（3x+2y）mol
$\frac{y}{5}$+$\frac{3x+2y}{5}$=1.00mol•L-1×0.024L
162.5x+127y=5.435
解得x=0.1 y=0.3，
计算得到氯化亚铁的质量分数．

解答 解：（1）装置气密性的检验，利用长颈漏斗检验使用注水法，加入水形成一段水柱且保持不变，关闭活塞，向长颈漏斗内注水至形成一段水柱且液面高度不变，说明装置气密性良好，
故答案为：关闭活塞，向长颈漏斗内注水至形成一段水柱且液面高度不变，说明装置气密性良好；
（2）装置的连接顺序是利用装置A生成氢气通过浓硫酸干燥后通入装置D中的玻璃管中加热反应，在加热条件下氢气还原氯化铁生成FeCl2和HCl，剩余氢气通过装置C点燃处理，气流从左至右，装置接口连接顺序是a b c e f d，
故答案为：a b c e f d；
（3）装置C中碱石灰或生石灰吸收生成的氯化氢，故C中干燥管应盛放碱石灰作用除去HCl、并防止空气中水的进入，
故答案为：碱石灰或生石灰，除去HCl、并防止空气中水的进入；
（4）装置A先制备氢气，但有杂质水，选择除杂试剂（干燥），已知氢气还原氯化铁生成FeCl2和HCl，制备FeCl2，而氯化铁遇水剧烈水解，应注意前后都要防水进入，后考虑有尾气，进行尾气处理，尾气两种未反应完全的氢气与HCl，装置C中酒精灯的作用为燃烧H2，防止污染空气，
故答案为：燃烧H2，防止污染空气；
（5）图表数据分析可知第三次滴定数值误差太大离子物质的量舍去，依据第一次和第二次滴定结果计算高锰酸钾溶液的平均体积，V=$\frac{25.03-1.04+25.99-1.98}{2}$ml=24ml，结合氧化还原反应定量关系计算，MnO4-+5Fe2++8H+═Mn2++5Fe3++4H2O，2MnO4-+16H++10Cl-=2Mn2++5Cl2↑+8H2O，
设FeCl3与FeCl2物质的量分别为x、y，Fe2+为ymol，Cl-为（3x+2y）mol
$\frac{y}{5}$+$\frac{3x+2y}{5}$=1.00mol•L-1×0.024L
162.5x+127y=5.435
解得x=0.01mol，y=0.03mol，
计算得到氯化亚铁的质量分数=$\frac{0.03mol×127g/mol}{5.435g}$×100%=70.1%，
故答案为：70.1%．

点评 本题考查了基础化学实验操作、仪器链接、选择、试剂选择、实验计算、氧化还原化学方程式书写，主要是实验原理的分析应用，掌握基础是解题关键，题目难度中等．

练习册系列答案
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