Question

10．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	--	--
相对式量	112.5	147	162.5	128

实验室可以用多种方法来制备无水FeCl₂．回答下列问题：

I．按如图1装置用H₂还原无水FeCl₃制取．
（1）用装置A制取H₂，其优点是随开随用以及通过开关弹簧夹，可以使反应随时进行或停止；D中反应的化学方程式为H₂+2FeCl₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2FeCl₂+2HCl．
（2）装置E的作用是吸收氯化氢气体同时防止空气中的水份进入D装置．
Ⅱ．按右图装置，在三颈烧瓶中放入162.5g无水氯化铁和225g氯苯，控制反应温度在128℃～139℃加热3h，反应接近100%．反应如下：2FeCl₃+C₆H₅Cl→FeCl₂+C₆H₄Cl₂+HCl
（3）上述反应中，还原剂是C₆H₅Cl．
（4）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．原因是实验使用了冷凝回流装置．
（5）冷却后，将三颈瓶内物质经过过滤，洗涤，干燥后，得到粗产品．
①洗涤所用的试剂可以是苯；
②简述回收滤液中C₆H₅Cl的方案蒸馏滤液，并收集132℃馏分．
（6）仅通过烧杯中的现象变化就可以监控氯化铁的转化率．若要监控氯化铁转化率达到或超过80%，则烧杯中应加入含溶质为16g且滴有酚酞的NaOH溶液（忽略滞留在装置中的气体）．

Answer 1

分析 I．按如图1装置可知，用H₂还原无水FeCl₃制取无水FeCl₂，A装置一般用锌和稀盐酸制备H₂，B装置用来除去氢气中的氯化氢，C装置用来干燥氢气，可以装置碱石灰，E装置中也要装置碱石灰，吸收氯化氢气体同时防止空气中的水份进入D装置，D装置中用氢气与氯化氯生成氯化亚，据此答题．
II．（3）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；
（4）根据图2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；
（5）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，据此答题；
（6）根据反应2FeCl₃+C₆H₅Cl→2FeCl₂+C₆H₄Cl₂+HCl，利用氯化氢的量可判断氯化铁转化率，要确定生成氯化氢的量，可在烧杯中加入一定量的氢氧化钠，并用酚酞作指示剂进行判断反应进行的程度．

解答 解：I．按如图1装置可知，用H₂还原无水FeCl₃制取无水FeCl₂，A装置一般用锌和稀盐酸制备H₂，B装置用来除去氢气中的氯化氢，C装置用来干燥氢气，可以装置碱石灰，E装置中也要装置碱石灰，吸收氯化氢气体同时防止空气中的水份进入D装置，D装置中用氢气与氯化氯生成氯化亚．
（1）装置A为启普发生器的简易装置，适用于固液混合状态且不需加热而制取的气体，且固体必须是块状的，该装置的优点是便于控制反应，实验室一般用锌和稀盐酸制备H₂，用装置A制取H₂，通过开关弹簧夹，可以使反应随时进行或停止，D中反应的化学方程式为H₂+2FeCl₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2FeCl₂+2HCl，
故答案为：通过开关弹簧夹，可以使反应随时进行或停止；H₂+2FeCl₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2FeCl₂+2HCl；
（2）根据上面的分析可知，E中盛放的试剂是碱石灰；吸收氯化氢气体，同时防止空气中的水份进入D装置，
故答案为：吸收氯化氢气体同时防止空气中的水份进入D装置；
II．（3）根据反应2FeCl₃+C₆H₅Cl→2FeCl₂+C₆H₄Cl₂+HCl可知，氯苯能使氯化铁生成氯化亚铁，所以氯苯为还原剂，
故答案为：C₆H₅Cl；
（4）根据图2可知，装置有冷凝回流装置，所以为了提高反应速率，可以将反应温度接近或超过C₆H₅Cl的沸点，但实验过程中C₆H₅Cl并不会大量损失，
故答案为：实验使用了冷凝回流装置；
（5）三颈瓶内物质为氯化亚铁、C₆H₅Cl、C₆H₄Cl₂，根据其溶解性可知，可以用有机溶剂例如苯将C₆H₅Cl、C₆H₄Cl₂溶解，过滤后可得氯化亚铁，对滤液进行蒸馏可回收C₆H₅Cl，
①洗涤所用的试剂可以是苯；
故答案为：苯；
②回收滤液中C₆H₅Cl的方案是蒸馏滤液，并收集132℃馏分，
故答案为：蒸馏滤液，并收集132℃馏分；
（6）根据反应2FeCl₃+C₆H₅Cl→2FeCl₂+C₆H₄Cl₂+HCl，氯化铁转化率达到或超过80%，则可产生氯化氢的物质的量为$\frac{162.5g}{162.5g/mol}$×$\frac{1}{2}$×80%=0.40mol，所以可在烧杯中加入0.40×40g的氢氧化钠即16g，并用酚酞作指示剂进行判断反应进行的程度，如果16g氢氧化钠完全反应，则产率达到或超过80%，
故答案为：16．

点评 本题考查实验室制备氯化亚铁的方案设计与评价，题目难度中等，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．