Question

20．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实验．

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+4H⁺+2Cl^-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Mn²⁺+Cl₂↑+2H₂O，当生成1molCl₂时，转移的电子数为2N_A，玻璃丝的作用是防堵塞，装置B中加入的试剂是浓硫酸．装置D中加入的试剂是NaOH溶液．
（2）制取无水氯化亚铁的实验中，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杂质，下列说法中正确的是
A．检验FeCl₃常用的试剂是KSCN溶液
B．可向固体混合物中加入适量Fe粉除去杂质
C．可向固体混合物中通入适量Cl₂除去杂质
D．欲制得纯净的FeCl₂，在实验操作中应先点燃A处的酒精灯，在点燃C处的酒精灯．
（4）现有一包FeCl₂和FeCl₃混合物，某化学兴趣小组为测定各成分的含量进行如下两个实验：
实验1：①称取一定质量的样品，将样品溶解；②向溶解后的溶液中加入足量的AgNO₃溶液，产生沉淀；③将沉淀过滤、洗涤、干燥得到白色固体28.7g．
实验2：①称取与实验1中相同质量的样品，溶解；②加入足量的NaOH溶液，③将沉淀过滤、洗涤后，加热灼烧到质量不再减少，得到固体6.4g．
则样品中FeCl₃的物质的量为0.04mol．

Answer 1

分析 （1）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，据此解答即可；
（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，铁和氯化铁反应需要在溶液中进行，氯气具有氧化性能氧化氯化亚铁，据此解答即可．
（4）设FeCl₃和FeCl₂的物质的量分别为amol，bmol，依据铁元素守恒和氯元素守恒建立方程式组来求解．

解答 解：（1）实验室利用二氧化锰与浓盐酸加热反应制取氯气，反应的离子方程式为：MnO₂+4H⁺+2Cl^- $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$ Mn²⁺+Cl₂↑+2H₂O，当生成1molCl₂时，转移的电子数为2N_A，玻璃丝的作用是防止堵塞导气管，向500-600℃的铁屑中通入氯气生产无水氯化铁，生成的氯气需要干燥，装置B中应是浓硫酸，反应后剩余的氯气不能排放到空气中，需要用氢氧化钠溶液进行尾气吸收，
故答案为：MnO₂+4H⁺+2Cl^- $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$ Mn²⁺+Cl₂↑+2H₂O；2N_A；防堵塞；浓硫酸；NaOH溶液；
（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，若仍用D的装置进行尾气处理易发生倒吸，氢气不能被吸收，
故答案为：HCl和H₂；生倒吸；可燃性气体H₂不能被吸收；
（3）A．检验氯化铁常用硫氰化钾溶液，铁离子遇到KSCN溶液生成血红色溶液，故A正确；
B．实验目的是制备无水氯化铁，加入铁粉需要在溶液中和氯化铁反应生成氯化亚铁，故B错误；
C．氯气和氯化铁不反应，和氯化亚铁反应生成氯化铁，不能得到氯化亚铁，故C错误；
D．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D正确；
故答案为：A、D；
（4）FeCl₃和FeCl₂的物质的量分别为amol，bmol；
则有3amol+2bmol=$\frac{28.7g}{143.5g/mol}$=0.2mol（氯守恒）    
    amol+bmol=$\frac{6.4g}{160g/mol}$×2=0.08mol（铁守恒）
解得：a=0.04，b=0.04
FeCl₃的物质的量为0.04mol，
故答案为：0.04mol．

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．