《2025年天利38套五年真题高考试题分类化学》

6. (2022·天津卷,18分)氯化铁是重要的化工原料。针对氯化铁的实验室制备方法,回答下列问题:
Ⅰ. ${FeCl_{3}· 6H_{2}O}$的制备
制备流程图如下:

(1) 将废铁屑分批加入稀盐酸中,至盐酸反应完全。判断反应完全的现象为_______,含有少量铜的废铁屑比纯铁屑反应快,原因是_______。
(2) 操作①所必需的玻璃仪器中,除烧杯外还有_______。
(3) 检验${FeCl_{3}}$溶液中是否残留${Fe^{2+}}$的试剂是_______。
(4) 为增大${FeCl_{3}}$溶液的浓度,向稀${FeCl_{3}}$溶液中加入纯${Fe}$粉后通入${Cl_{2}}$。此过程中发生的主要反应的离子方程式为_______。
(5) 操作②为_______。
Ⅱ. 由${FeCl_{3}· 6H_{2}O}$制备无水${FeCl_{3}}$
将${FeCl_{3}· 6H_{2}O}$与液体${SOCl_{2}}$混合并加热,制得无水${FeCl_{3}}$。已知${SOCl_{2}}$沸点为$77\ ^{\circ}C$,反应方程式为${FeCl_{3}· 6H_{2}O + 6SOCl_{2}\xlongequal{\triangle}FeCl_{3} + 6SO_{2}\uparrow + 12HCl\uparrow}$,装置如图所示(夹持和加热装置略)。

(6) 仪器A的名称为_______,其作用为_______。${NaOH}$溶液的作用是_______。
(7) 干燥管中无水${CaCl_{2}}$不能换成碱石灰,原因是_______。
(8) 由下列结晶水合物制备无水盐,适宜使用上述方法的是_______(填序号)。
a. ${ZnCl_{2}· H_{2}O}$
b. ${CuSO_{4}· 5H_{2}O}$
c. ${Na_{2}S_{2}O_{3}· 5H_{2}O}$

答案： 6.(18分)
(1)无气泡产生 Fe和Cu在盐酸中形成原电池，加快反应速率
(2)漏斗、玻璃棒
(3)K₃[Fe(CN)₆]溶液
(4)向稀FeCl₃溶液中加入纯Fe粉后Fe³⁺被Fe还原为Fe²⁺，然后通入Cl₂时Fe²⁺被氯气氧化为Fe³⁺，此过程中发生的主要反应的离子方程式为2Fe³⁺ + Fe = 3Fe²⁺、2Fe²⁺ + Cl₂ = 2Fe³⁺ + 2Cl⁻。
(5)在HCl气流中，将溶液蒸发浓缩、冷却结晶、过滤
(6)球形冷凝管 冷凝回流SOCl₂ 吸收SO₂和HCl气体，防止污染空气
(7)碱石灰与SO₂和HCl气体反应，失去干燥作用
(8)a
【解析】综合实验探究
(1)将废铁屑分批加入稀盐酸中，由于最终盐酸反应完全，继续加入铁屑，反应体系将不再有气泡产生。含有铜的废铁屑比纯铁屑反应快，原因为Fe、Cu在稀盐酸中形成原电池，加快反应速率。
(2)操作①是过滤操作，过滤时需要的玻璃仪器除烧杯外还有玻璃棒、漏斗。
(3)Fe²⁺和K₃[Fe(CN)₆]溶液反应生成蓝色沉淀，因此检验FeCl₃溶液中是否残留Fe²⁺的试剂是K₃[Fe(CN)₆]溶液。
(4)向稀FeCl₃溶液中加入纯Fe粉后Fe³⁺被Fe还原为Fe²⁺，然后通入Cl₂时Fe²⁺被氯气氧化为Fe³⁺，此过程中发生的主要反应的离子方程式为2Fe³⁺ + Fe = 3Fe²⁺、2Fe²⁺ + Cl₂ = 2Fe³⁺ + 2Cl⁻。
(5)操作②时通入HCl气体，既可以带走大量水蒸气，又可提供酸性环境抑制氯化铁的水解。
(6)仪器A名称为球形冷凝管，由于SOCl₂沸点为77℃，为了能充分利用SOCl₂，不能使其逸出，因此球形冷凝管的作用为冷凝回流SOCl₂。由于二氧化硫、HCl气体逸出污染环境，因此NaOH溶液的作用是吸收SO₂、HCl等尾气，防止污染空气。
(7)碱石灰、无水氯化钙作干燥剂都可防止氢氧化钠溶液中水进入反应体系使氯化铁水解，而碱石灰与SO₂、HCl反应，逐渐失去干燥作用。
(8)根据题干信息可知，SOCl₂极易与水反应生成氯化氢、二氧化硫等酸性气体，硫代硫酸钠易与酸反应而变质，故排除c，制备无水硫酸铜时直接加热，硫酸铜本身很稳定，无需加入SOCl₂，故排除b，适宜使用上述方法的是a。
真题互鉴
2013年天津卷以氯气与铁屑制备无水氯化铁、2016年四川卷在氯化氢气流中利用CuCl₂·2H₂O制备CuCl、2016年浙江卷以镁粉、液溴为原料制备无水溴化镁、2022年山东卷利用FeCl₂·4H₂O和亚硫酰氯(SOCl₂)制备无水FeCl₂。