Question

FeCl3在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用廣泛。某化學(xué)研究性學(xué)習(xí)小組模擬工業(yè)流程制備無水FeCl3，再用副產(chǎn)品FeCl3溶液吸收有毒的H2S。

 

Ⅰ.經(jīng)查閱資料得知：無水FeCl3在空氣中易潮解，加熱易升華。他們?cè)O(shè)計(jì)了制備無水FeCl3的實(shí)驗(yàn)方案，裝置示意圖(加熱及夾持裝置略去)及操作步驟如下：

①檢驗(yàn)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(yīng)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(qǐng)回答下列問題：

(1)裝置A中反應(yīng)的化學(xué)方程式為______________。

(2)第③步加熱后，生成的煙狀FeCl3大部分進(jìn)入收集器，少量沉積在反應(yīng)管A右端。要使沉積的FeCl3進(jìn)入收集器，第④步操作是________。

(3)操作步驟中，為防止FeCl3潮解所采取的措施有(填步驟序號(hào))________。

(4)裝置B中冷水浴的作用為________；裝置C的名稱為________；裝置D中FeCl2全部反應(yīng)后，因失去吸收Cl2的作用而失效，寫出檢驗(yàn)FeCl2是否失效的試劑：________。

(5)在虛線框中畫出尾氣吸收裝置E并注明試劑。

Ⅱ.該組同學(xué)用裝置D中的副產(chǎn)品FeCl3溶液吸收H2S，得到單質(zhì)硫；過濾后，再以石墨為電極，在一定條件下電解濾液。

(6)FeCl3與H2S反應(yīng)的離子方程式為________________。

(7)電解池中H＋在陰極放電產(chǎn)生H2，陽極的電極反應(yīng)式為____________________。

(8)綜合分析實(shí)驗(yàn)Ⅱ的兩個(gè)反應(yīng)，可知該實(shí)驗(yàn)有兩個(gè)顯著優(yōu)點(diǎn)：

①H2S的原子利用率為100%；②________________。

 

Answer 1

(1)2Fe＋3Cl22FeCl3

(2)在沉積的FeCl3固體下方加熱

(3)②⑤

(4)冷卻，使FeCl3沉積，便于收集產(chǎn)品　干燥管

K3[Fe(CN)6]溶液

(5)

 

(6)2Fe3＋＋H2S=2Fe2＋＋S↓＋2H＋

(7)Fe2＋－e－=Fe3＋

(8)FeCl3得到循環(huán)利用

【解析】根據(jù)FeCl3的性質(zhì)及物質(zhì)制備的相關(guān)知識(shí)解答。

(1)Cl2和Fe的反應(yīng)為3Cl2＋2Fe2FeCl3。(2)根據(jù)FeCl3加熱易升華的性質(zhì)，可以對(duì)反應(yīng)管中沉積FeCl3的部位加熱，使其升華。(3)為了防止FeCl3潮解，②趕盡裝置中的空氣，防止水蒸氣存在；⑤冷卻時(shí)要在Cl2中冷卻，并用干燥的N2趕盡Cl2。(4)裝置B中冷水浴的作用是將FeCl3蒸氣冷卻為FeCl3固體。裝置C為干燥管。檢驗(yàn)

 

FeCl2是否失效就是檢驗(yàn)D中是否存在Fe2＋，可以用K3[Fe(CN)6]溶液檢驗(yàn)，現(xiàn)象：若存在Fe2＋，溶液中有藍(lán)色沉淀生成。(5)Cl2是有毒氣體，可以用堿液吸收，如右圖所示。(6)H2S與FeCl3發(fā)生氧化還原反應(yīng)：2Fe3＋＋H2S=2Fe2＋＋S↓＋2H＋。(7)因?yàn)殛枠O材料為石墨，故陽極是溶液中的Fe2＋放電：Fe2＋－e－=Fe3＋。(8)實(shí)驗(yàn)Ⅱ的顯著優(yōu)點(diǎn)是①H2S的利用率高，②FeCl3可以循環(huán)利用。

點(diǎn)撥：知識(shí)：物質(zhì)的制備、尾氣的處理、離子的檢驗(yàn)等化學(xué)實(shí)驗(yàn)知識(shí)，離子方程式和電極反應(yīng)式的書寫。能力：著重考查學(xué)生分析、解決問題的能力。試題難度：中等。