Question

15．鐵是地殼中含量僅次于鋁的金屬元素．鐵及其化合物在生活、生產(chǎn)中有廣泛應(yīng)用．請(qǐng)回答下列問題：
（1）磁鐵礦是工業(yè)上冶煉鐵的原料之一，其原理是Fe₃0₄+4CO$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$3Fe+4C0₂，若有1molFe₃0₄參加反應(yīng)，轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量是8mol．
（2）高鐵酸鉀（K₂FeO₄）是一種既能殺菌、消毒，又能絮凝凈水的水處理劑．工業(yè)制備高鐵酸鉀的方法為在KOH濃溶液中加入NaClO和Fe（OH）₃，并不斷攪拌，其發(fā)生的反應(yīng)的離子方程式2Fe（OH）₃+3ClO^-+4OH^-═2FeO₄^2-+3Cl^-+5H₂O
（3）某課外活動(dòng)小組將下圖所示裝置按一定順序連接，在實(shí)驗(yàn)室里制取一定量的FeCl₃（所通氣體過量并充分反應(yīng)）．已知FeCl₃會(huì)吸水潮解．

請(qǐng)回答下列問題：
①A中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為MnO₂+4HCl（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O．
②各裝置的正確連接順序?yàn)椋ㄌ顚懷b置代號(hào)）A→E→C→B→C→D．
（其中C用了兩次）
③裝置E的作用是吸收氯氣中的氯化氫，寫出裝置D中反應(yīng)的離子方程式2OH^-+Cl₂=Cl^-+ClO^-+H₂O．
④反應(yīng)開始后，B中硬質(zhì)玻璃管內(nèi)的現(xiàn)象為產(chǎn)生棕色的煙；FeCl₃常作凈水劑，原理 是Fe³⁺+3H₂O?Fe（OH）₃+3H⁺．（用離子方程式表示）

Answer 1

分析 （1）若有1molFe₃0₄參加反應(yīng)，由反應(yīng)可知4molCO作還原劑，利用C元素的化合價(jià)變化計(jì)算轉(zhuǎn)移電子；
（2）KOH濃溶液中加入NaClO和Fe（OH）₃，生成K₂FeO₄，F(xiàn)e元素的化合價(jià)升高，則Cl元素的化合價(jià)降低，結(jié)合電子、電荷守恒分析；
（3）由制備實(shí)驗(yàn)裝置可知，A中發(fā)生4HCl（濃）+MnO₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O，然后利用E除去HCl，利用C干燥氯氣，在B中發(fā)生Fe與氯氣的反應(yīng)生成氯化鐵，連接C可防止氯化鐵水解，最后利用D進(jìn)行尾氣處理，以此來解答．

解答 解：（1）1molFe₃0₄參加反應(yīng)，F(xiàn)e原子得電子，而C原子失去電子，4molCO作還原劑，則轉(zhuǎn)移的電子為4mol×（4-2）=8mol，故答案為：8；
（2）KOH濃溶液中加入NaClO和Fe（OH）₃，生成K₂FeO₄，F(xiàn)e元素的化合價(jià)升高，則Cl元素的化合價(jià)降低，由電子、電荷守恒可知，離子反應(yīng)為2Fe（OH）₃+3ClO^-+4OH^-═2FeO₄^2-+3Cl^-+5H₂O，故答案為：2FeO₄^2-+3Cl^-+5H₂O；
（3）①A中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為MnO₂+4HCl（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O，故答案為：MnO₂+4HCl（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O；
②制備氯氣中含有氯化氫和水蒸氣，除去氯化氫氣體用飽和食鹽水，除去水蒸氣用濃硫酸，應(yīng)先除氯化氫，后干燥，還要防止氯化鐵水解，最后吸收尾氣中未反應(yīng)的氯氣，防止污染空氣，所以裝置順序?yàn)锳→E→C→B→C→D，故答案為：E；C；B；C；
③E的作用為吸收氯氣中的氯化氫，D中的離子反應(yīng)為2OH^-+Cl₂=Cl^-+ClO^-+H₂O，故答案為：吸收氯氣中的氯化氫；2OH^-+Cl₂=Cl^-+ClO^-+H₂O；
④反應(yīng)開始后，B中硬質(zhì)玻璃管內(nèi)的現(xiàn)象為產(chǎn)生棕色的煙，F(xiàn)eCl₃常作凈水劑，原理是Fe³⁺+3H₂O?Fe（OH）₃+3H⁺，
故答案為：產(chǎn)生棕色的煙；Fe³⁺+3H₂O?Fe（OH）₃+3H⁺．

點(diǎn)評(píng) 本題考查氯化鐵的制備實(shí)驗(yàn)及氧化還原反應(yīng)，為高頻考點(diǎn)，把握物質(zhì)的性質(zhì)、反應(yīng)原理、實(shí)驗(yàn)裝置為解答的關(guān)鍵，側(cè)重分析與實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ目疾�，題目難度不大．