题目内容

【题目】工业上,向500~600 ℃的铁屑中通入氯气生产无水氯化铁。现用如图所示的装置模拟上述过程进行实验。

(1)写出仪器的名称:a_______,b________。

(2)A中反应的化学方程式为________。C中反应的化学方程式为________。

(3)装置B中加入的试剂是________。

(4)已知:向热铁屑中通入氯化氢气体可以生产无水氯化亚铁。为防止有杂质FeCl2生成,可在装置__和__(填字母)间增加一个盛有________的洗气瓶。

(5)装置D的作用是________。为防止水蒸气影响无水氯化铁的制取,请你提出一个对装置D的改进方案:________。

(6)反应结束后,取少量装置C中的固体于试管中,加入足量盐酸,固体完全溶解,得到溶液X。证明溶液X中含有FeCl3的试剂是________,观察到的现象是________。

【答案】 分液漏斗 圆底烧瓶 4HCl(浓)+MnO2MnCl2+Cl2↑+2H2O 2Fe+3Cl22FeCl3 浓硫酸 A B 饱和食盐水 除去过量氯气,防止其污染空气 改为一个盛有碱石灰的干燥管(或在装置C和D之间增加一个盛有浓硫酸的洗气瓶) 硫氰化钾溶液(或苯酚溶液) 溶液变为红色(或溶液变为紫色)

【解析】

装置A是制备氯气的发生装置,生成的氯气中含氯化氢和水蒸气,通过装置B中浓硫酸干燥氯气,通过装置C反应生成无水氯化铁,剩余气体通过氢氧化钠溶液吸收,据此判断。

(1)由仪器的构造可知a为分液漏斗,b为圆底烧瓶;

(2)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4HCl(浓)+MnO2MnCl2+Cl2↑+2H2O;C为氯气与铁制备氯化铁,反应方程式为2Fe+3Cl22FeCl3;

(3)为制备无水氯化铁,B装置应为盛有浓硫酸的干燥氯气的装置,即装置B中加入的试剂是浓硫酸;

(4)制备的氯气中混有氯化氢气体,所以需在干燥之前除氯化氢,故在A与B间添加饱和食盐水的装置;

(5)氯气有毒,会污染空气,D装置用氢氧化钠除未反应完的氯气,防止其污染空气;为制备无水氯化铁,防止D中水蒸气进入C装置,可选用碱石灰的干燥管,既能吸收氯气,又能吸水,或在装置C和D之间增加一个盛有浓硫酸的洗气瓶;

(6)检验铁离子用硫氰化钾或者苯酚,若有铁离子,硫氰化钾溶液变红色,苯酚溶液变紫色。

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【题目】连二亚硫酸钠(Na2S2O4)俗称保险粉,广泛用于纺织工业的还原性染色、清洗、印花、脱色以及织物的漂白等。制取保险粉通常需要二氧化硫。

(1)制备二氧化硫

若使用上图所示装置制备干燥的SO2气体,回答以下问题:

①A中盛液体的玻璃仪器名称是____________,实验开始后A中反应的化学方程式为______________________________________________________。

②B装置的作用是_______________________;C装置的作用____________________。

③E中固体试剂为________________。

(2)制备保险粉

如下图,维持35~45℃通SO2至锌粉-水悬浮液反应生成ZnS2O4;然后加入18%的氢氧化钠溶液,在28~35℃下反应生成Na2S2O4和Zn(OH)2悬浮液。

反应物经压滤除去氢氧化锌沉淀后,往滤液中加入氯化钠,并冷却至20℃,使Na2S2O4结晶析出,滤出晶体后用酒精脱水干燥即得产品。

①在制取Na2S2O4过程中发生了氧化还原反应,氧化剂是___________;生成1mol Na2S2O4转移电子______mol。

②滤液中加入氯化钠使_______离子浓度增大,促进Na2S2O4结晶析出;滤出晶体后用酒精脱水干燥是因为Na2S2O4在酒精中的溶解度_______(填“较大”或“较小”),且酒精易挥发。

③制取Na2S2O4也常用甲酸钠法,控制温度70~80℃,在甲醇溶液(溶剂)中溶解甲酸钠(HCOONa),再滴加Na2CO3溶液同时通SO2维持溶液微酸性,即可生成Na2S2O4,反应的离子方程式:_________________________________________。

(3)测定保险粉纯度

Na2S2O4属于强还原剂,暴露于空气中易被氧气氧化。Na2S2O4遇KMnO4酸性溶液发生反应:5Na2S2O4 + 6KMnO4 + 4H2SO4 = 5Na2SO4 + 3K2SO4 + 6MnSO4 + 4H2O

称取3.0g Na2S2O4样品溶于冷水中,配成100mL溶液,取出10mL该溶液于试管中,用0.10mol·L-1的KMnO4溶液滴定。

重复上述操作2次,平均消耗KMnO4溶液18.00 mL则该样品中Na2S2O4的质量分数为_____________(杂质不参与反应)。

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