Question

10．FeCl₃在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用廣泛．經(jīng)查閱資料得知：無水FeCl₃在空氣中易潮解，加熱易升華．工業(yè)上，向500-600℃的鐵屑中通入氯氣可生產(chǎn)無水氯化鐵；向熾熱鐵屑中通入氯化氫可以生產(chǎn)無水氯化亞鐵．
某化學(xué)研究性學(xué)習(xí)小組模擬工業(yè)生產(chǎn)流程制備無水FeCl₃并對產(chǎn)物做了如下探究實驗，

請回答下列問題：
（1）裝置的連接順序為aghdebcf（用a、b、c…h(huán)表示）．
（2）i．E中飽和食鹽水的作用是除去氯氣中的氯化氫氣體，防止生成FeCl₂雜質(zhì)、防止H₂和Cl₂混合爆炸．
ii．D中堿石灰的作用是吸收沒有反應(yīng)完的氯氣，以防污染空氣；吸收空氣中的水蒸氣，防止生成的FeCl₃潮解．
（3）反應(yīng)結(jié)束后，生成的煙狀FeCl₃大部分進(jìn)入收集器，少量沉積在反應(yīng)管B中硬質(zhì)玻璃管的右端．要使沉積得FeCl₃進(jìn)入收集器，需進(jìn)行的操作是在沉積的FeCl₃固體下方加熱．
（4）反應(yīng)一段時間后熄滅酒精燈，冷卻后將硬質(zhì)玻璃管及收集器中的物質(zhì)一并快速轉(zhuǎn)移至錐形瓶中，加入過量的稀鹽酸和少許植物油（反應(yīng)過程中不振蕩），充分反應(yīng)后，進(jìn)行如下實驗：

①淡黃色溶液中加入試劑X生成淡紅色溶液的離子方程式為Fe³⁺+3SCN^-?Fe（SCN）₃．
②淡紅色溶液中加入過量H₂O₂后溶液紅色加深的原因是2Fe²⁺+2H⁺+H₂O₂═2Fe³⁺+2H₂O（用離子方程式表示）．
（5）已知紅色褪去的同時有氣體生成，經(jīng)檢驗為O₂．該小組同學(xué)對紅色褪去的原因進(jìn)行探究．
①取褪色后溶液三份，第一份滴加FeCl₃溶液無明顯變化；第二份滴加試劑X，溶液出現(xiàn)紅色；第三份滴加稀鹽酸和BaCl₂溶液，產(chǎn)生白色沉淀．
②另取同物質(zhì)的量濃度的 FeCl₃溶液滴加2滴試劑X，溶液變紅，再通入O₂，無明顯變化．
實驗①說明SCN^-發(fā)生了反應(yīng)而不是Fe³⁺發(fā)生反應(yīng)；
實驗②的目的是排除H₂O₂分解產(chǎn)生的O₂氧化SCN^-的可能；
得出結(jié)論：H₂O₂將SCN^-氧化成SO₄^2-．

Answer 1

分析 （1）排列順序為氣體的制取→洗氣→干燥→氯氣和鐵的反應(yīng)→尾氣處理，無水FeCl₃在空氣中易潮解，加熱易升華．工業(yè)上，向500-600℃的鐵屑中通入氯氣可生產(chǎn)無水氯化鐵；向熾熱鐵屑中通入氯化氫可以生產(chǎn)無水氯化亞鐵．裝置A制備氯氣，通過裝置E中飽和食鹽水吸收氯化氫氣體，通過裝置裝置C中的濃硫酸除去水蒸氣，通過裝置B生成氯化鐵后冷卻得到固體污水氯化鐵，最后需要連接裝置D避免空氣中水蒸氣進(jìn)入裝置B使氯化鐵水解；
（2）i．E中飽和食鹽水的作用是除去氯氣中氯化氫；
ii．D中堿石灰的作用是吸收多余污染氣體，防止空氣中水蒸氣進(jìn)入裝置B；
（3）無水FeCl₃在空氣中易潮解，加熱易升華；
（4）①根據(jù)Fe³⁺和KSCN反應(yīng)生成絡(luò)合物硫氰化鐵而使溶液呈血紅色；
②Fe²⁺被H₂O₂氧化生成Fe³⁺，從而增大Fe³⁺濃度；
（5）根據(jù)①滴加FeCl₃溶液無明顯變化，說明SCN^-發(fā)生了反應(yīng)而不是Fe³⁺發(fā)生反應(yīng)，滴加稀HCl和BaCl₂溶液，產(chǎn)生白色沉淀，說明生成了硫酸根；
根據(jù)②另取同濃度的 FeCl₃溶液滴加2滴試劑X，溶液變紅，再通入O₂，無明顯變化，說明O₂不能氧化SCN^-．

解答 解：（1）濃硫酸具有吸水性能作氯氣干燥劑、堿石灰具有堿性而吸收氯氣、飽和食鹽水吸收氯化氫而抑制氯氣溶解，裝置排列順序為氣體的制取→洗氣→干燥→氯氣和鐵的反應(yīng)→尾氣處理，所以裝置連接順序為a→g→h→d→e→b→c→f，故答案為：a、g、h、d、e、b、c、f；
（2）i．飽和食鹽水吸收氯化氫而抑制氯氣溶解，除去氯氣中的氯化氫氣體，防止生成FeCl₂雜質(zhì)，防止H₂和Cl₂混合爆炸，
故答案為：除去氯氣中的氯化氫氣體，防止生成FeCl₂雜質(zhì)、防止H₂和Cl₂混合爆炸；
ii．D中堿石灰的作用是吸收多余污染氣體，防止空氣中水蒸氣進(jìn)入裝置B，吸收沒有反應(yīng)完的氯氣，以防污染空氣，吸收空氣中的水蒸氣，防止生成的FeCl₃潮解，
故答案為：吸收沒有反應(yīng)完的氯氣，以防污染空氣；吸收空氣中的水蒸氣，防止生成的FeCl₃潮解；
（3）無水FeCl₃在空氣中易潮解，加熱易升華，反應(yīng)結(jié)束后，生成的煙狀FeCl₃大部分進(jìn)入收集器，少量沉積在反應(yīng)管B中硬質(zhì)玻璃管的右端．要使沉積得FeCl₃進(jìn)入收集器，需進(jìn)行的操作是在沉積的FeCl₃固體下方加熱，
故答案為：在沉積的FeCl₃固體下方加熱；
（4）①Fe³⁺和KSCN反應(yīng)生成絡(luò)合物硫氰化鐵而使溶液呈血紅色，反應(yīng)方程式為Fe³⁺+3SCN^-?Fe（SCN）₃，
故答案為：Fe³⁺+3SCN^-?Fe（SCN）₃；
②Fe²⁺被H₂O₂氧化生成Fe³⁺，從而增大Fe³⁺濃度，F(xiàn)e³⁺、SCN^-反應(yīng)生成Fe（SCN）₃，從而增大絡(luò)合物濃度，溶液顏色加深，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2Fe²⁺+2H⁺+H₂O₂═2Fe³⁺+2H₂O，
故答案為：2Fe²⁺+2H⁺+H₂O₂═2Fe³⁺+2H₂O；
（5）根據(jù)①滴加FeCl₃溶液無明顯變化，說明SCN^-發(fā)生了反應(yīng)而不是Fe³⁺發(fā)生反應(yīng)，滴加稀HCl和BaCl₂溶液，產(chǎn)生白色沉淀，說明生成了硫酸根；
根據(jù)②另取同濃度的 FeCl₃溶液滴加2滴試劑X，溶液變紅，再通入O₂，無明顯變化，說明O₂不能氧化SCN^-，所以氧化SCN^-的為雙氧水；
故答案為：SCN^-發(fā)生了反應(yīng)而不是Fe³⁺發(fā)生反應(yīng)；排除H₂O₂分解產(chǎn)生的O₂氧化SCN^-的可能；H₂O₂將SCN^-氧化成SO₄^2-．

點評 本題通過探究氯氣與鐵反應(yīng)，考查了物質(zhì)性質(zhì)實驗方案的設(shè)計方法，題目難度中等，注意掌握氯氣與鐵反應(yīng)的現(xiàn)象、反應(yīng)原理，明確物質(zhì)性質(zhì)實驗方案的設(shè)計原則，試題充分考查了學(xué)生的分析、理解能力及化學(xué)實驗?zāi)芰Γ?/p>