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1、实验探究实验探究 FeClFeCl3 3的制备与实验方案的制备与实验方案 的设计与评价的设计与评价 由于由于FeFe3+3+水解能力较强,当水解能力较强,当pH4pH4时,时,FeFe3+3+即可形即可形 成成Fe(OH)Fe(OH)3 3沉淀。在配制沉淀。在配制FeClFeCl3 3溶液时,应先将固溶液时,应先将固 体盐溶于少量相应的酸中抑制水解,再加水稀体盐溶于少量相应的酸中抑制水解,再加水稀释释 至所需浓度。在制至所需浓度。在制FeClFeCl3 3固体时,加热浓缩固体时,加热浓缩FeClFeCl3 3 稀溶液时应在稀溶液时应在HClHCl氛围中进行。氛围中进行。【实验探究实验探究1 1
2、】某校化学小组学生利用下图所列装】某校化学小组学生利用下图所列装 置进行置进行“铁与水反应铁与水反应”的实验,并利用产物进的实验,并利用产物进一一 步制取步制取FeClFeCl3 36H6H2 2O O晶体。(图中夹持及尾气处晶体。(图中夹持及尾气处 理装置均已略去)理装置均已略去)2021/8/11 星期三1 (1 1)装置)装置B B中发生反应的化学方程式是中发生反应的化学方程式是 。(2 2)装置)装置E E中的现象是中的现象是 。(3 3)停止反应,待)停止反应,待B B管冷却后,取其中的固体,管冷却后,取其中的固体,加入过量稀盐酸充分反应,过滤。简述检验滤加入过量稀盐酸充分反应,过滤
3、。简述检验滤液液 中中FeFe3+3+的操作方法:的操作方法:。2021/8/11 星期三2(4 4)该小组学生利用上述滤液制取)该小组学生利用上述滤液制取FeClFeCl3 36H6H2 2O O 晶体,设计流程如下:晶体,设计流程如下:滤液滤液 FeCl FeCl3 3溶液溶液 FeCl FeCl3 36H6H2 2O O晶体晶体步骤步骤中通入中通入ClCl2 2的作用是的作用是 。步骤步骤从从FeClFeCl3 3稀溶液中得到稀溶液中得到FeClFeCl3 36H6H2 2O O晶体的晶体的主要操作包括:主要操作包括:。该流程中需保持盐酸过量,主要原因是(结合该流程中需保持盐酸过量,主要
4、原因是(结合离子方程式简要说明)离子方程式简要说明)。ClCl2 2 2021/8/11 星期三3解析解析 装置中各部分的作用及可能发生的反应:装置中各部分的作用及可能发生的反应:A.A.产生水蒸气,碎瓷片起防止暴沸的作用产生水蒸气,碎瓷片起防止暴沸的作用B.B.水蒸气在高温下与水蒸气在高温下与FeFe反应,反应,3Fe+4H3Fe+4H2 2O(g)O(g)Fe Fe3 3O O4 4+4H+4H2 2C.C.缓冲、冷却气流,使气体中的缓冲、冷却气流,使气体中的H H2 2O O部分冷凝部分冷凝D.D.干燥生成的干燥生成的H H2 2E.HE.H2 2在加热条件下还原在加热条件下还原CuOC
5、uO,H H2 2+CuO +CuO Cu+HCu+H2 2O O Fe Fe3 3O O4 4溶于盐酸:溶于盐酸:FeFe3 3O O4 4+8HCl+8HCl2 2 FeClFeCl3 3+FeCl+FeCl2 2 +4H +4H2 2O O,其中,其中FeFe3+3+能和能和SCNSCN-反应,生成血红色溶反应,生成血红色溶 液:液:FeFe3+3+3SCN+3SCN-Fe(SCN)Fe(SCN)3 3。在溶液。在溶液中通入中通入 Cl Cl2 2能将能将FeFe2+2+转变成转变成FeFe3+3+:2Fe 2Fe2+2+Cl+Cl2 2 2Fe2Fe3+3+2Cl+2Cl-。2021/
6、8/11 星期三4答案答案 (1 1)3Fe+4H3Fe+4H2 2O(g)FeO(g)Fe3 3O O4 4+4H+4H2 2(2 2)黑色固体变红,右端管壁有液珠)黑色固体变红,右端管壁有液珠(3 3)取取少少量量滤滤液液,滴滴入入几几滴滴KSCNKSCN溶溶液液,观观察察溶溶液液是否变红色是否变红色(4 4)将将FeFe2+2+氧氧化化成成FeFe3+3+加加热热浓浓缩缩,冷冷却却结结晶晶,过过滤滤FeFe3+3+3H+3H2 2O O Fe(OH)Fe(OH)3 3+3H+3H+,过过量量盐盐酸酸抑制抑制FeClFeCl3 3水解水解2021/8/11 星期三5【实验探究实验探究2 2
7、】实验室可用氯气与金属铁反应制备】实验室可用氯气与金属铁反应制备 无水三氯化铁,该化合物呈棕红色、易潮解,无水三氯化铁,该化合物呈棕红色、易潮解,100 100左右时升华。下图是两个学生设计的实左右时升华。下图是两个学生设计的实验验 装置。左边的反应装置相同,而右边的产品装置。左边的反应装置相同,而右边的产品收收 集装置则不同,分别如(集装置则不同,分别如()和和()()所示。试所示。试回回 答:答:2021/8/11 星期三6(1 1)B B中反应的化学方程式为中反应的化学方程式为 。(2 2)D D中的反应开始前,需排除装置中的空气,中的反应开始前,需排除装置中的空气,应采取的方法是应采取
8、的方法是 。(3 3)D D中反应的化学方程式为中反应的化学方程式为 。(4 4)装置()装置()的主要缺点是的主要缺点是 。(5 5)装置()装置()的主要缺点是)的主要缺点是 。如果选用。如果选用此装置来完成实验,则必须采取的改进措施是此装置来完成实验,则必须采取的改进措施是 。2021/8/11 星期三7解析解析 试题涉及用盐酸和氧化剂制氯气、氯气和试题涉及用盐酸和氧化剂制氯气、氯气和铁反应制无水三氯化铁、无水三氯化铁的收集等铁反应制无水三氯化铁、无水三氯化铁的收集等实验实验,氯气有毒氯气有毒,无水三氯化铁易潮解无水三氯化铁易潮解,能升华。能升华。设计实验应考虑这些性质。设计实验应考虑这
9、些性质。(1 1)B B装置用来制备装置用来制备ClCl2 2。(2 2)实验前先使)实验前先使ClCl2 2生成反应开始发生一段时间,生成反应开始发生一段时间,则可使整个装置中都充满则可使整个装置中都充满ClCl2 2。(3 3)2Fe+3Cl2Fe+3Cl2 2 2FeCl 2FeCl3 3(4 4)装置()装置()的缺点:无水的缺点:无水FeClFeCl3 3由由D D进入进入E E是通是通过细玻璃管。因过细玻璃管。因FeClFeCl3 3易升华,细玻璃管易被无水易升华,细玻璃管易被无水FeClFeCl3 3固体堵住。尾气含有未参加反应的氯气,没固体堵住。尾气含有未参加反应的氯气,没有用
10、有用NaOHNaOH溶液吸收,造成环境污染。溶液吸收,造成环境污染。2021/8/11 星期三8(5 5)装置()装置()的缺点:没有用盛浓的缺点:没有用盛浓H H2 2SOSO4 4的洗气的洗气瓶吸收水蒸气,以防止无水瓶吸收水蒸气,以防止无水FeClFeCl3 3潮解。根据装置潮解。根据装置()存在的问题采取的改进措施:在存在的问题采取的改进措施:在E E和和F F两瓶之两瓶之间连接一个装有干燥剂的装置,防止无水间连接一个装有干燥剂的装置,防止无水FeClFeCl3 3潮潮解,如装一个氯化钙干燥管。解,如装一个氯化钙干燥管。2021/8/11 星期三9答案答案 (1 1)4HCl(4HCl(
11、浓)浓)+MnO+MnO2 2 MnClMnCl2 2+Cl+Cl2 2+2H+2H2 2O O或或16HCl16HCl(浓)(浓)+2KMnO+2KMnO4 4 2KCl2KCl+2MnCl+2MnCl2 2+5Cl+5Cl2 2+8H+8H2 2O O(2)B(2)B中的反应进行一段时间后,看到黄绿色气体中的反应进行一段时间后,看到黄绿色气体充满装置,再开始加热充满装置,再开始加热D D(3 3)2Fe+3Cl2Fe+3Cl2 2 2FeCl 2FeCl3 3(4)(4)导管易被产物堵塞,尾气排入空气,易造成环导管易被产物堵塞,尾气排入空气,易造成环境污染境污染(5 5)产品易潮解)产品易潮解 在瓶在瓶E E和和F F之间连接装有干燥剂之间连接装有干燥剂的装置的装置返回返回2021/8/11 星期三10