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

解析　(2)FeCl₃受熱易升華，因此在沉積的FeCl₃固體下方加熱即可。(3)防止FeCl₃潮解主要是防止其與水接觸，步驟②中通入的是干燥的Cl₂，并把空氣趕出裝置；步驟⑤中用的是干燥的N₂，并把收集器密封。(4)裝置B中的冷水浴顯然是為了使升華的氯化鐵冷卻為固體，便于收集；檢驗(yàn)FeCl₂是否失效，就是檢驗(yàn)溶液中是否含有Fe^2＋，可使用K₃溶液，若生成藍(lán)色沉淀則說明含有Fe^2＋，即未失效。(5)一般用氫氧化鈉溶液吸收多余的氯氣，并將導(dǎo)管插入液面下。(6)FeCl₃具有氧化性，H₂S具有還原性，二者發(fā)生氧化還原反應(yīng)。(7)電解池中含有HCl和FeCl₂。由于陽極發(fā)生氧化反應(yīng)且還原性：Fe^2＋>Cl^－，所以是Fe^2＋在陽極放電，生成Fe^3＋。(8)實(shí)驗(yàn)Ⅱ中，F(xiàn)eCl₃吸收H₂S變?yōu)镕eCl₂，再經(jīng)過電解重新得到FeCl₃，F(xiàn)eCl₃可以循環(huán)使用。

答案　(1)2Fe＋3Cl₂===2FeCl₃

(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溶液

(5)

(6)2Fe^3＋＋H₂S===2Fe^2＋＋S↓＋2H^＋

(7)Fe^2＋－e^－===Fe^3＋

(8)FeCl₃得到循環(huán)利用