题目内容
9.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试验.请回答下列问题:
(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中加入的试剂是浓硫酸(填名称).
(2)制取无水氯化亚铁的实验中,装置A用来制取HCl(填化学式,下同).实验中产生尾气的成分是HCl和H2.若仍用D的装置进行尾气处理,存在的问题是发生倒吸、可燃性气体H2不能被吸收.
(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.欲制得纯净的FeCl2,在实验操作中应先A,再排出装置中的空气,防止在加热时Fe与O2反应.
分析 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
,A装置:烧瓶中反应MnO2+4HCl(浓)$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl2+Cl2↑+2H2O,制取的氯气中含有水蒸气,B装置:容器中装有浓硫酸,浓硫酸有吸水性,且不和氯气反应,用浓硫酸干燥氯气;C装置:氯气与铁在加热条件下生成氯化铁,反应方程式为:2Fe+3Cl2$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2FeCl3,氯气有毒不能排放到空气中,D装置:吸收尾气氯气,
(1)实验室制备无水氯化铁:A装置:烧瓶中反应MnO2+4HCl(浓)$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl2+Cl2↑+2H2O,制取的氯气中含有水蒸气,B装置:容器中装有浓硫酸,浓硫酸有吸水性,且不和氯气反应,用浓硫酸干燥氯气;C装置:氯气与铁在加热条件下生成氯化铁,反应方程式为:2Fe+3Cl2$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2FeCl3,氯气有毒不能排放到空气中,D装置:吸收尾气氯气,Cl2+2NaOH═NaCl+NaClO+H2O,防止污染空气.实验室利用二氧化锰与浓盐酸加热反应制取氯气,浓硫酸可以干燥氯气;
(2)制取无水氯化亚铁,需要HCl气体,尾气的成分是剩余HCl和生成的氢气,HCl极易溶解于水,氢气不能溶于水;
(3)检验氯化铁常用硫氰化钾溶液,若要制取纯净的FeCl2,需先点燃A处的酒精灯排除装置中的空气,据此解答即可.
解答 解:(1)制取无水氯化铁的实验中,A装置制取的是氯气,实验室常用浓盐酸与二氧化锰加热制取,化学反应方程式为:MnO2+4HCl(浓)$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl2+Cl2↑+2H2O,制取的氯气中含有水蒸气,装置B的作用是干燥氯气,常用浓硫酸,
故答案为:MnO2+4HCl(浓)$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl2+Cl2↑+2H2O;浓硫酸;
(2)制取无水氯化亚铁,需要HCl气体,故A装置制取的是HCl,反应方程式为:Fe+2HCl$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$FeCl2+H2↑,故尾气的成分为未反应的HCl和生成的氢气,由于HCl极易溶于水,故若仍然采用D装置进行尾气处理,很容易造成倒吸,且氢气不溶于水,不利于氢气的吸收,氢气易燃,造成安全隐患,
故答案为:HCl;HCl和H2;发生倒吸;可燃性气体H2不能被吸收;
(3)检验氯化铁常用硫氰化钾溶液,若要制取纯净的FeCl2,需先排净装置中的空气,防止在加热时Fe与O2反应,故先点燃A处的酒精灯,再点燃C处的酒精灯,
故答案为:KSCN溶液;A;排出装置中的空气,防止在加热时Fe与O2反应.
点评 本题以氯化铁以及氯化亚铁的制取为载体,考查的是实验室中氯气的制取方法、常见尾气的处理方法以及铁离子的检验等,题目难度中等.
| A. | 各组成元素质量分数相同的烃是同一种烃 | |
| B. | 结构相似,组成上相差一个或若干个CH2原子团的有机物是同系物 | |
| C. | 能使溴的四氯化碳溶液褪色的烃一定是烯烃 | |
| D. | C3H6和C4H8不一定是同系物 |
(1)乙醇是重要的化工产品和液体燃料,可以利用下列反应制取乙醇.
2CO2(g)+6H2(g)?CH3CH2OH(g)+3H2O(g)△H=a kJ/mol
在一定压强下,测得上述反应的实验数据如表.
| 温度/K CO2转化率% $\frac{n({H}_{2})}{n(C{O}_{2})}$ | 500 | 600 | 700 | 800 |
| 1.5 | 45% | 33% | 20% | 12% |
| 2.0 | 60% | 43% | 28% | 15% |
| 3.0 | 83% | 62% | 37% | 22% |
①上述反应的a小于0(填“大于”或“小于”).
②在一定温度下,提高氢碳(即$\frac{n({H}_{2})}{n(C{O}_{2})}$)比,平衡常数K值不变(填“增大”、“减小”、或“不变”).
(2)催化剂存在的条件下,在固定容积的密闭容器中投入一定量的CO和H2,同样可制得乙醇(可逆反应).该反应过程中能量变化如图所示:
在一定温度下,向上述密闭容器中加入1mol CO、3mol H2及固体催化剂,使之反应.平衡时,反应产生的热量为Q kJ,若温度不变的条件下,向上述密闭容器中加入4mol CO、12mol H2及固体催化剂,平衡时,反应产生的热量为w kJ,则w的范围为4Q<w<2 (E2-E1).
(3)以乙醇蒸气、空气、氢氧化钠溶液为原料,石墨为电极可构成燃料电池,其工作原理与甲烷燃料电池原理相类似.该电池中负极上的电极反应式是CH3CH2OH-12e-+16OH-=2CO32-+11H2O.使用上述乙醇燃料电池电解(Pt电极)一定浓度的硫酸铜溶液通电一段时间后,向所得的溶液中加入0.1mol Cu(OH)2后恰好恢复到电解前的浓度和pH,则乙醇燃料电池在电解过程中转移电子数是0.4NA.
可能用到的有关数据如表:
| 相对分子质量 | 密度/(g•cm-3) | 沸点/℃ | 溶解性 | |
| 环已醇 | 100 | 0.9618 | 161 | 微溶于水 |
| 环已烯 | 82 | 0.8102 | 83 | 难溶于水 |
在a中加入20g环己醇和2小片碎瓷片,冷却搅动下慢慢加入1mL浓硫酸.B中通入冷却水后,开始缓慢加热a,控制馏出物的温度不超过90℃.
分离提纯:
反应粗产物倒入分液漏斗中分别用少量5%碳酸钠溶液和水洗涤,分离后加入无水氯化钙颗粒,静置一段时间后弃去氯化钙.最终通过蒸馏得到纯净环己烯10g.
回答下列问题:
(1)装置b的名称是直形冷凝器.
(2)加入碎瓷片的作用是防止暴沸;如果加热一段时间后发现忘记加碎瓷片,应该采取的正确操作时B(填正确答案标号).
A.立即补加 B.冷却后补加 C.不需补加 D.重新配料
(3)本实验中最容易产生的副产物的结构简式为
(4)分液漏斗在使用前须清洗干净并检查是否漏液;在本实验分离过程中,产物应该从分液漏斗的上口倒出(填“上口倒出”或“下口放出”).
(5)分离提纯过程中加入无水氯化钙的目的是干燥.
(6)在环己烯粗产物蒸馏过程中,不可能用到的仪器有CD(填正确答案标号).
A.蒸馏烧瓶 B.温度计 C.吸滤瓶 D.球形冷凝管 E.接收器
(7)本实验所得到的环己烯产率是c(填正确答案标号).
A.41% B.50% C.61% D.70%
| A. | 每生成2 mol AB时吸收(a-b) kJ能量 | |
| B. | 该反应热△H=+(a-b) kJ•mol-1 | |
| C. | 该反应中反应物的总能量高于生成物的总能量 | |
| D. | 断裂1 mol A-A和1 mol B-B键时放出a kJ能量 |