Question

【题目】氯化亚铁常用于检测硒、污水处理等，其制备和元素含量测定方法有多种。 请回答下列问题：

(1)方法一：用H2还原无水FeCl3制备， 已知FeCl2、 FeCl3易吸水。实验所需装置如下：

按气流从左到右的方向，装置的连接顺序为_________(仪器可重复使用)。

(2)方法二：用如图装置(夹持装置省略)制备氯化亚铁，发生反应2FeCl3+C6H6Cl→ 2FeCl2+C6H4Cl2+HCl。向A中加入无水氯化铁和氯苯，控制反应温度在一定范围加热一段时间。

相关物质的部分物理性质如表：

	C6H5Cl(氯苯)	对二氯苯	邻二氯苯	FeCl3	FeCl2
溶解性	不溶于水，易溶于苯			不溶于C6H5Cl、C6H4Cl2、苯
熔点/℃	-45	53	-15	—	—
沸点/℃	132	173	180.5	—	—

①仪器B的名称是_________； 反应的温度最好控制在______左右：反应结束后，冷却实验装置，将仪器A内物质经过滤、洗涤、干燥后，得到粗产品。洗涤所用的试剂是________。

②通过烧杯中的现象变化可监测反应的转化率，则烧杯C中所加试剂是_______。

③过滤液中含氯苯、邻二氯苯和对二氯苯，下列方法可用于鉴别氯苯和对二氯苯的是________。

a.质谱法 b.核磁共振氢谱法 c.元素分析法

(3)某同学用滴定法测定产品中铁元素含量，其测定过程如图：

①该过程中酸溶时选择的最佳试剂是____；还原剂是_______。

②若滴定过程中消耗c mol·L-1KMnO4溶液VmL，则样品中铁元素的质量分数是_____。 (用含a、c、V的代数式表示)

Answer 1

【答案】BCDCE或者BACDCE 球形冷凝管 132℃ 苯 滴有酚酞的氢氧化钠溶液或者硝酸银溶液 ab 稀硫酸（H2SO4） 铜（Cu）

【解析】

(1)用氢气还原无水氯化铁制备氯化亚铁。装置B制备氢气，制得氢气中混有挥发出来的HCl和水蒸气，装置A可以进行除杂HCl气体同时检验气体流速， C装置进行除杂HCl气体同时干燥氢气，因此C装置应盛放碱石灰。D装置用于氢气还原氯化铁的发生装置，E装置点燃剩余的氢气。由于FeCl2、 FeCl3易吸水，D装置后面也需要连接干燥装置，防止空气中的水蒸气进入D。因此装置的连接顺序为BCDCE或者BACDCE；

(2) ①仪器B的名称是球形冷凝管；反应容器中温度控制在132℃，对应化学反应速率最快，若温度过高，氯苯挥发降低了原料的利用率，因此反应的温度最好控制在132℃左右；反应结束后，冷却实验装置，仪器A内有四种物质C6H5Cl(氯苯)、二氯苯、FeCl3、FeCl2，经过过滤得固体FeCl2（主要）和FeCl3（未反应完），根据溶解度用苯洗去固体表面的氯苯以及二氯苯，干燥得粗产品，故洗涤所用的试剂是苯；

②过程中生成的HCl气体通过导气管进入C装置中，C装置的作用吸收挥发出来的HCl气体同时反馈反应进行的程度，若烧杯C中所加试剂是滴有酚酞的氢氧化钠溶液，反应开始后，C烧杯中碱性减弱酚酞颜色会逐渐变浅，若颜色不在变化说明三颈烧瓶中反应完全；若烧杯C中所加试剂是硝酸银溶液，开始反应后C中出现白色沉淀氯化银，若沉淀不再增加，说明三颈烧瓶中反应完全；故通过烧杯中的现象变化可监测反应的转化率，则烧杯C中所加试剂是滴有酚酞的氢氧化钠溶液或者硝酸银溶液；

③质谱法用于测定有机物的相对分子质量，不能区分同分异构体，可以鉴别氯苯和对二氯苯；核磁共振氢谱用于检测有机物中的等效氢，氯苯中等效氢有3种，对二氯苯中的等效氢有1种，可以鉴别氯苯和对二氯苯；元素分析法包括定量分析和定性分析，定性分析只能测定有机物中元素的种类，定量分析法可以测定元素种类和含量；本题只说元素分析没有指明是定量还是定性分析，那么不一定能鉴别氯苯和对二氯苯。故可用于鉴别氯苯和对二氯苯的是质谱法和核磁共振氢谱法，选ab；

(3) ①该过程溶解不能选用盐酸，引入的Cl－会与高锰酸钾发生氧化还原反应，对数据有干扰，也不能使用硝酸，具有氧化性，在后续加入过量还原剂会产生污染性气体，故酸溶时选择最佳的试剂是稀硫酸；还原剂选用过量的铜，不与滤液中的硫酸反应，只与Fe2(SO4)3反应，反应完成后过滤进行分离。若选用铁会引入铁元素干扰数据。故还原剂是铜；

②根据测定过程中的化学反应原理MnO4－+5Fe2++8H+= Mn2++5Fe3++4H2O，n（KMnO4）= c mol·L-1×V×10-3L=10-3cVmol，则25mL滤液中有n（Fe2+）=5n（KMnO4）=5×10-3cVmol，则250mL滤液中有n（Fe2+）=5×10-2cVmol，m（Fe2+）=2.8 cV g，则a g样品中铁元素的质量分数是。