Question

4．FeCl₂是一种常用的还原剂．有关数据如下：

	C6H5Cl（氯苯）	C6H4Cl2	FeCl3	FeCl2
溶解性	不溶于水，易溶于苯		不溶于C6H5Cl、C6H4Cl2、苯，易吸水．
熔点/℃	-45	53	--	--
沸点/℃	132	173	--	--

查阅资料知：氯化铁遇水剧烈水解．实验室可以用如下方法来制备无水FeCl₂．
按图装置，在三颈烧瓶中放入a g无水氯化铁和过量的氯苯，控制反应温度在128～139℃加热3h，冷却，分离提纯得到粗产品．

回答下列问题：
（1）上述生成FeCl₂的反应中，还原剂是C₆H₅Cl．
（2）实验装置中，仪器B的作用是防止安全瓶内的水分进入A装置，导致FeCl₂变质，虚线框内应选择的安全瓶（盛有蒸馏水）是c．（填标号）
（3）实验过程中控制反应温度接近或超过C₆H₅Cl的沸点，C₆H₅Cl不会有明显损失，原因是_实验使用了冷凝回流装置．
（4）冷却反应后的实验装置，对三颈烧瓶内的物质进行过滤、洗涤、干燥，得到粗产品．
①洗涤沉淀所用的试剂应为b．（填标号）
a．蒸馏水    b．苯    c．烧碱溶液
②回收滤液中C₆H₅Cl的方案为蒸馏滤液，并收集132℃馏分．
（5）用x mol•L^-1NaOH溶液滴定安全瓶中得到的盐酸，消耗少y mLNaOH溶液，则反应中氯化铁的转化率为$\frac{x•y×1{0}^{-3}×2×162.5}{a}×100%$（只列出计算式）．
（6）已知25℃时，K_sp[Fe（OH）₃]=4.0×10^-38此温度下在实验室中配制100mL5.0mol•L^-1，FeCl₃溶液，为使配制过程中不出现浑浊现象，则至少需要加入2mol•L^-1的盐酸2.5mL（总体积忽略加入盐酸体积）．

Answer 1

分析 （1）根据反应2FeCl₃+C₆H₅Cl→2FeCl₂+C₆H₄Cl₂+HCl可知，氯苯能使氯化铁生成氯化亚铁，所以氯苯为还原剂；
（2）根据题意氯化铁遇水剧烈水解，仪器B吸收水分，防止氯化亚铁变质；考虑氯化氢极易溶于水；
（3）装置有冷凝回流装置，所以为了提高反应速率，可以将反应温度接近或超过C₆H₅Cl的沸点，但实验过程中C₆H₅Cl并不会大量损失；
（4）①三颈瓶内物质为氯化亚铁、C₆H₅Cl、C₆H₄Cl₂，根据其溶解性可知；
②可以用有机溶剂将C₆H₅Cl、C₆H₄Cl₂溶解，过滤后可得氯化亚铁，对滤液进行蒸馏可回收C₆H₅Cl，据此分析；
（5）根据2FeCl₃～HCl～NaOH的关系式计算消耗的FeCl₃质量，再计算转化率；
（6）若不出现浑浊现象，则c（Fe³⁺）×C³（OH^-）≤K_sp[Fe（OH）₃]，代入有关数据后可求出c（OH^-），进而计算c（H⁺），结合溶液稀释前后溶质的物质的量不变计算该题．

解答 解：（1）由装置可知：根据反应2FeCl₃+C₆H₅Cl→2FeCl₂+C₆H₄Cl₂+HCl制备产品，氯苯能使氯化铁生成氯化亚铁，所以氯苯为还原剂；
故答案为：C₆H₅Cl；
（2）仪器B的为干燥管，作用是防止安全瓶内的水分进入A装置，导致FeCl₂变质；氯化氢极易溶于水，防倒吸，选C装置；
故答案为：防止安全瓶内的水分进入A装置，导致FeCl₂变质；c；
（3）根据装置图可知，装置有冷凝回流装置，所以为了提高反应速率，可以将反应温度接近或超过C₆H₅Cl的沸点，但实验过程中C₆H₅Cl并不会大量损失；
故答案为：实验使用了冷凝回流装置；
（4）三颈瓶内物质为氯化亚铁、C₆H₅Cl、C₆H₄Cl₂，根据其溶解性可知，可以用有机溶剂例如苯将C₆H₅Cl、C₆H₄Cl₂溶解，过滤后可得氯化亚铁，对滤液进行蒸馏可回收C₆H₅Cl，
①洗涤所用的试剂可以是苯；
故答案为：b；
②回收滤液中C₆H₅Cl的方案是蒸馏滤液，并收集132℃馏分；
故答案为：蒸馏滤液，并收集132℃馏分；
（5）2FeCl₃～HCl～NaOH，则消耗的n（FeCl₃）=2n（NaOH）=2×xy×10^-3mol，m（FeCl₃）=2×xy×10^-3×162.5g，故氯化铁转化率为$\frac{x•y×1{0}^{-3}×2×162.5}{a}×100%$；
故答案为：$\frac{x•y×1{0}^{-3}×2×162.5}{a}×100%$；
（6）若不出现浑浊现象，则c（Fe³⁺）×C³（OH^-）≤K_sp[Fe（OH）₃]，代入有关数据后可求出c（OH^-）≤2×10^-13mol/L，c（H⁺）≥0.05mol/L，则加入盐酸的体积至少为$\frac{0.1L×0.05mol/L}{2mol/L}$=2.5mL；
故答案为：2.5．

点评 本题考查实验室制备氯化亚铁的方案设计与评价，题目难度较大，本题注意把握实验操作原理，把握题给信息，掌握实验操作方法，学习中注意积累．