Question

10．FeCl₃在現代工業(yè)生產中應用廣泛．某化學研究性學習小組模擬工業(yè)生產流程制備無水FeCl₃，再用副產品FeCl₃溶液吸收有毒的H₂S．
Ⅰ．經查閱資料得知：無水FeCl₃在空氣中易潮解，加熱易升華．他們設計了制備無水FeCl₃的實驗方案，裝置示意圖（加熱及夾持裝置略去）及操作步驟如下：

①檢查裝置的氣密性；
②通入干燥的Cl₂，趕盡裝置中的空氣；
③用酒精燈在鐵屑下方加熱至反應完成
④…
⑤體系冷卻后，停止通入Cl₂，并用干燥的N₂趕盡Cl₂，將收集器密封
請回答下列問題：
（1）裝置A中反應的化學方程式為2Fe+3Cl₂ $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2FeCl₃
（2）第③步加熱后，生成的煙狀FeCl₃大部分進入收集器，少量沉積在反應管A的右端．要使沉積得FeCl₃進入收集器，第④步操作是在沉積的FeCl₃固體下方加熱
（3）操作步驟中，為防止FeCl₃潮解所采取的措施有（填步驟序號）②⑤
（4）裝置B中的冷水作用為冷卻，使FeCl₃沉積，便于收集產品；裝置C的名稱為干燥管；裝置D中FeCl₂全部反應完后，因為失去吸收Cl₂的作用而失效，寫出檢驗FeCl₂是否失效的試劑：KMnO₄溶液；在虛線框內畫出尾氣吸收裝置E并注明試劑
Ⅱ．該組同學用裝置D中的副產品FeCl₃溶液吸收H₂S，得到單質硫；過濾后，再以石墨為電極，在一定條件下電解濾液．
（5）FeCl₃與H₂S反應的離子方程式為2Fe³⁺+H₂S=2Fe²⁺+S↓+2H⁺
（6）電解池中H⁺在陰極放電產生H₂，陽極的電極反應為Fe²⁺-e^-=Fe³⁺．

Answer 1

分析 Ⅰ．裝置A中鐵與氯氣反應，反應為：2Fe+3Cl₂ $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2FeCl₃，B中的冷水作用為是冷卻FeCl₃使其沉積，便于收集產品；為防止外界空氣中的水蒸氣進入裝置使FeCl₃潮解，所以用裝置C無水氯化鈣來吸水，裝置D中用FeCl₂吸收Cl₂時的反應離子方程式2Fe²⁺+Cl₂═2Fe³⁺+2Cl^-，用裝置D中的副產品FeCl₃溶液吸收H₂S，離子方程式為：2Fe³⁺+H₂S=2Fe²⁺+S↓+2H⁺，用氫氧化鈉溶液吸收的是氯氣，不用考慮防倒吸，所以裝置E為氫氧化鈉溶液吸收氯氣．
（1）裝置A中鐵與氯氣反應生成氯化鐵；
（2）要使沉積的FeCl₃進入收集器，根據FeCl₃加熱易升華的性質；
（3）防止FeCl₃潮解，不與水蒸氣接觸；
（4）B中的冷水作用為是冷卻FeCl₃使其沉積，便于收集產品；裝置C的名稱為干燥管；檢驗FeCl₂是否失效應檢驗FeCl₂是否存在，可以用KMnO₄溶液檢驗；用氫氧化鈉溶液吸收的是氯氣，不用考慮防倒吸；
Ⅱ．（5）三價鐵具有氧化性，硫化氫具有還原性，二者之間發(fā)生氧化還原反應；
（6）電解氯化亞鐵時，陰極陽離子得到電子發(fā)生還原反應；陽極陽離子失去電子發(fā)生氧化反應．

解答 解：Ⅰ．（1）氯氣具有強氧化性，將變價鐵氧化成高價鐵，生成氯化鐵，所以裝置A中鐵與氯氣反應生成氯化鐵，反應為2Fe+3Cl₂ $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2FeCl₃，
故答案為：2Fe+3Cl₂ $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2FeCl₃；
（2）第③步加熱后，生成的煙狀FeCl₃大部分進入收集器，第④步操作是對FeCl₃加熱發(fā)生升華使沉積的FeCl₃進入收集器，
故答案為：在沉積的FeCl₃固體下方加熱；
（3）為防止FeCl₃潮解所采取的措施有②通入干燥的Cl₂⑤用干燥的N₂趕盡Cl₂，故選：②⑤；
（4）B中的冷水作用為是冷卻FeCl₃使其沉積，便于收集產品，裝置C的名稱為干燥管；
檢驗FeCl₂是否失效，應檢驗FeCl₂是否存在，可以用KMnO₄溶液檢驗；
用氫氧化鈉溶液吸收的是氯氣，不用考慮防倒吸，

故答案為：冷卻，使FeCl₃沉積，便于收集產品；干燥管；KMnO₄溶液；；
Ⅱ．（5）三價鐵具有氧化性，硫化氫具有還原性，二者之間發(fā)生氧化還原反應：2FeCl₃+3H₂S=2FeCl₂+6HCl+3S↓，離子方程式為：2Fe³⁺+H₂S=2Fe²⁺+S↓+2H⁺，
故答案為：2Fe³⁺+H₂S=2Fe²⁺+S↓+2H⁺；
（6）電解氯化亞鐵時，陰極發(fā)生氫離子得電子的還原反應，2H⁺+2e^-═H ₂↑，陽極亞鐵離子發(fā)生失電子的氧化反應：Fe²⁺-e^-=Fe³⁺，
故答案為：Fe²⁺-e^-=Fe³⁺．

點評 本題考查了制備無水FeCl₃實驗操作和實驗設計，題目難度中等，側重考查鐵、氯、硫及其化合物的性質應用、實驗基本操作的分析判斷、實驗現象的推斷和應用，試題綜合性較強，有利于培養(yǎng)學生靈活應用基礎知識的能力．