Question

【題目】FeCl2是一種重要的污水處理劑，具有易與水反應、易被氧化的性質。某興趣小組在實驗室中制備無水FeCl2并測定其純度，設計了如下實驗（夾持裝置已略去，I中各裝置不重復使用）。

Ⅰ．FeCl2的制備

（1）加熱條件下，H2與FeCl3制備無水FeCl2的化學方程式為______________________。

（2）按氣流從左到右的方向，上圖中裝置合理的連接順序為_________________（用儀器接口處的字母表示）。

（3）裝置B的作用為____________。

（4）反應結束后，應先熄滅C處的酒精燈還是先關閉A處分液漏斗的活塞_______________（填“熄滅酒精燈”或“關閉活塞”）。

Ⅱ．FeCl2的純度測定

已知：①實驗得到固體的成分為FeCl2和FeCl3。

②Fe3＋與K3[Fe（CN）6]不反應，3Fe2＋＋2 [Fe（CN）6]3－Fe3[Fe（CN）6]2↓。

該興趣小組設計了如下實驗測定得到的FeCl2和FeCl3混合物中FeCl2的純度。

（i）稱取m g反應后的固體溶于過量鹽酸中，再將所得溶液加水稀釋到200 mL。

（ii）準確量取20 mL上述溶液于燒杯中，加入過量的K3[Fe（CN）6]溶液，有藍色的Fe3[Fe（CN）6]2沉淀生成。

（iii）過濾、洗滌、干燥后進行稱量，得到W g藍色固體。

（5）產品中FeCl2的質量分數為____________________________（用含有m和ω的式子表示）。甲同學認為按照上述方案測得的FeCl2的質量分數偏低，他的理由為______________________

Answer 1

【答案】 2FeCl3＋H22FeCl2+3HCl afgde(ed)b(c) 吸收反應生成的氯化氫氣體，防止其污染空氣；防止空氣中的水蒸氣進入裝置C與無水氯化亞鐵反應 熄滅酒精燈 905w/296m×100% 在實驗過程中會有部分FeCl2被空氣中的氧氣氧化為2FeCl3，使測得的w數值偏小，結果偏低

【解析】考查物質的制備和實驗方案設計與評價，（1）H2與FeCl3反應制備FeCl2，Fe3＋的化合價降低，H的化合價升高，轉變為＋1價，因此反應方程式為：2FeCl3＋H22FeCl2+3HCl；（2）首先是制氣裝置，即a開頭，裝置A中制備的氫氣中含有水蒸氣，連有干燥裝置，根據制備FeCl2的反應方程式，有HCl的生成，HCl污染空氣，應用堿石灰吸收，因此a連接f、g，g連接d、c或g連接c、d，d連接b，順序是 afgde(ed)bc；（3）裝置B的作用是吸收反應生成氯化氫氣體，防止其污染空氣，防止空氣中的水蒸氣進入裝置C與無水氯化亞鐵反應；（4）應先熄滅酒精燈，再通一段時間的氫氣，讓FeCl2冷卻，防止被氧氣氧化FeCl3；（5）根據反應方程式，求出Fe2＋的物質的量為W×3/592mol，200mL的溶液中FeCl2的質量分數為W×3×127×200/(592×20)×100%=1905w/296m×100%，因為Fe2＋容易被氧化，因此結果偏低的原因是：在實驗過程中會有部分FeCl2被空氣中的氧氣氧化為FeCl3，使測得的w數值偏小，結果偏低。