题目内容
19.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实验.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+Cl2↑+2H2O,装置B中为浓硫酸溶液.D中的试剂是NaOH溶液.
(2)制取无水氯化亚铁的实验中,装置A用来制取HCl.尾气的成分是HCl、H2.
(3)若操作不当,制得的FeCl2会含有少量FeCl3,检验FeCl3常用的试剂是KSCN溶液.欲要除去FeCl2溶液中混有FeCl3,应加入Fe粉,化学方程式为Fe+2FeCl3=3FeCl2.
分析 (1)制取无水氯化铁的实验中,装置A是制备氯气的发生装置,实验室利用二氧化锰与浓盐酸加热反应制取氯气,装置B中浓硫酸干燥氯气,通过装置C反应生成无水氯化铁,氯气有毒需要氢氧化钠溶液吸收;
(2)制取无水氯化亚铁的实验中,需要HCl气体,装置A利用NaCl与浓硫酸反应生成HCl,B干燥HCl,C中发生Fe与HCl反应;
(3)检验氯化铁常用硫氰化钾溶液,Fe与氯化铁反应生成氯化亚铁,以此来解答.
解答 解:(1)制取无水氯化铁的实验中,A装置制取的是氯气,实验室常用浓盐酸与二氧化锰加热制取,化学反应方程式为MnO2+4HCl(浓)$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl2+Cl2↑+2H2O,氯气有毒不能排放到空气中,D中试剂为NaOH溶液,吸收尾气,反应的离子方程式为Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O,
故答案为:MnO2+4HCl(浓)$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl2+Cl2↑+2H2O;NaOH溶液;
(2)制取无水氯化亚铁,需要HCl气体,故A装置制取的是HCl,B处发生Fe+2HCl$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$FeCl2+H2,尾气的成分是HCl、H2,
故答案为:HCl;HCl、H2;
(3)检验氯化铁常用KSCN溶液,溶液变为血红色;欲要除去FeCl2溶液中混有FeCl3,应加入Fe粉,发生的反应方程式为Fe+2FeCl3=3FeCl2,
故答案为:KSCN溶液;Fe粉;Fe+2FeCl3=3FeCl2.
点评 本题考查物质的制备实验,为高频考点,把握制备实验装置、实验原理、物质的性质及发生的反应为解答的关键,侧重分析与实验能力的考查,注意元素化合物知识与实验的结合,题目难度不大.
已知:①ZrO2具有两性,高温与纯碱共熔生成可溶于水的Na2ZrO3,与酸反应生成ZrO2+.②部分金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH如表:
| 金属离子 | Fe3+ | Al3+ | ZrO2+ |
| 开始沉淀的pH | 1.9 | 3.3 | 6.2 |
| 沉淀完全的pH | 3.2 | 5.2 | 8.0 |
(1)烧结时ZrSiO4发生反应的化学方程式为ZrSiO4+2Na2CO3$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Na2ZrO3+Na2SiO3+2CO2↑;滤渣I的化学式为H2SiO3(或H4SiO4).
(2)调节pH=a 的目的是完全沉淀Fe3+、Al3+,而ZrO2+不沉淀;用氨水调节pH=b后发生反应的离子方程式为ZrO2++2NH3•H2O+H2O=Zr(OH)4↓+2NH4+.
(3)以滤渣 II为主要原料制取铁红,请简述实验方法在滤渣 II中加足量NaOH溶液充分反应,过滤、洗净、干燥、加热分解.
(4)工业上用铝热法冶炼锆,写出以ZrO2通过铝热法制取锆的化学方程式:3ZrO2+4Al$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$3Zr+2Al2O3.
(5)一种新型燃料电池用掺杂Y2O3的ZrO2晶体作电解质在熔融状态下传导O2-,一极通入空气,另一极通入甲烷,写出负极的电极反应式为CH4-8e-+4O2-=CO2+2H2O.