Question

5．某化學(xué)研究性學(xué)習(xí)小組模擬工業(yè)生產(chǎn)流程制備無水氯化鐵并對(duì)產(chǎn)物做如下探究實(shí)驗(yàn)．

已知：①無水氯化鐵在空氣中易潮解，加熱易升華；②工業(yè)上，向500-600℃的鐵屑中通入氯氣和生產(chǎn)無水氯化鐵；③向熾熱的鐵屑中通入氯化氫可以生成無水氯化亞鐵和氫氣．
（1）儀器N的名稱是分液漏斗，N中盛有濃鹽酸，燒瓶M中的固體試劑KMnO₄（或KClO₃）（填化學(xué)式）．
（2）裝置的連接順序?yàn)閍→g→h→d→e→b→c→d→e→f．（用小寫字母表示，部分裝置可重復(fù)使用）
（3）若缺少裝置E、則對(duì)本實(shí)驗(yàn)造成的影響是HCl和Fe反應(yīng)生成的H₂與Cl₂混合受熱發(fā)生爆炸，且有雜質(zhì)氯化亞鐵生成；請(qǐng)簡(jiǎn)述檢驗(yàn)產(chǎn)物是否受影響的方法及實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：取少量產(chǎn)物于一潔凈的試管種加少量水將產(chǎn)物溶解，向其中滴加鐵氰化鉀溶液，若產(chǎn)生藍(lán)色沉淀，則證明存在氯化亞鐵．
（4）已知硫代硫酸鈉（Na₂S₂O₃）溶液在工業(yè)上可作脫氧劑，反應(yīng)后Na₂S₂O₃被氧化為Na₂SO₄，則裝置D中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為S₂O₃^2-+4Cl₂+5H₂O=2SO₄^2-+8Cl^-+10H⁺
（5）實(shí)驗(yàn)結(jié)束并冷卻后，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(shí)驗(yàn)：

①淡紅色溶液中加入過量H₂O₂溶液后，溶液紅色加深的原因是2Fe²⁺+2H⁺+H₂O₂=2F³⁺+2H₂O（用離子方程式表示）．
②已知紅色褪去的同時(shí)有氣體產(chǎn)生，經(jīng)檢驗(yàn)氣體為O₂，該小組對(duì)紅色褪去的原因進(jìn)行探究．

實(shí)驗(yàn)	操作		現(xiàn)象
實(shí)驗(yàn)Ⅰ （取褪色后溶液3等份）	第1份	滴加FeCl2溶液	無明顯變化
	第2份	滴加KSCN溶液	溶液出現(xiàn)紅色
	第3份	滴加稀鹽酸和BaCl2溶液	產(chǎn)生白色沉淀
實(shí)驗(yàn)Ⅱ （取與褪色后的溶液同濃度的FeCl3溶液）	滴加2滴KSCN溶液，溶液變紅，再通入O2		無明顯變化

由實(shí)驗(yàn)Ⅰ和Ⅱ可得出的結(jié)論為H₂O₂將SCN^-氧化成SO₄^2-．

Answer 1

分析 生產(chǎn)無水氯化鐵流程：A裝置：制取氯氣，實(shí)驗(yàn)室常用濃鹽酸與KMnO₄（或KClO₃）制取，制得的氯氣中混有氯化氫和水蒸氣，裝置E：吸收HCl，裝置C：作用是干燥氯氣，常用濃硫酸，裝置B：鐵和氯氣反應(yīng)2Fe+3Cl₂$\frac{\underline{\;加熱\;}}{\;}$2FeCl₃，冰水浴冷凝氯化鐵并收集，氯氣不能直接排放，用硫代硫酸鈉在D裝置中尾氣吸收，S₂O₃^2-+4Cl₂+5H₂O=2SO₄^2-+8Cl^-+10H⁺，以此解答（1）～（4）；
（5）將硬質(zhì)玻璃管及收集器中的物質(zhì)轉(zhuǎn)移至錐形瓶中，加入過量的稀鹽酸，得到淡黃色溶液，加入KSCN溶液，溶液淡紅色，說明有鐵離子，加入過量的過氧化氫溶液，溶液變深紅色，說明鐵離子濃度變大，即溶液中有亞鐵離子，靜置一段時(shí)間，紅色退去；
對(duì)褪色溶液研究，實(shí)驗(yàn)I說明溶液中鐵離子沒有變化，有硫酸根離子生成，實(shí)驗(yàn)Ⅱ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^-，則該硫酸根離子由H₂O₂將SCN^-氧化成SO₄^2-．

解答 解：（1）根據(jù)儀器構(gòu)造可知儀器N為分液漏斗；A裝置用來制備氯氣，從裝置可知為固液不加熱型制備氯氣，選用濃鹽酸與KMnO₄（或KClO₃）制取，
故答案為：分液漏斗；KMnO₄（或KClO₃）；
（2）A裝置制取氯氣，制得的氯氣中混有氯化氫和水蒸氣，用飽和食鹽水吸收氯化氫氣體，所以a連接g連接h，在C裝置中用濃硫酸吸收水蒸氣，為吸收充分，導(dǎo)氣管長(zhǎng)進(jìn)短出，則h連接d連接e，干燥純凈的氯氣在B中與鐵反應(yīng)，則e連接b連接c，氯氣不能直接排放，用硫代硫酸鈉在D裝置中尾氣吸收，為防止D裝置中的水蒸氣進(jìn)入氯化鐵的收集裝置，故尾氣處理之前再接一個(gè)干燥裝置；
故答案為：a，g，h，d，e，b，c；
（3）若缺少裝置E，氯氣中混有HCl，HCl和Fe反應(yīng)生成的H₂與Cl₂混合受熱發(fā)生爆炸，且有雜質(zhì)氯化亞鐵生成；檢驗(yàn)是否有亞鐵離子生成，可取少量產(chǎn)物于一潔凈的試管種加少量水將產(chǎn)物溶解，向其中滴加鐵氰化鉀溶液，若產(chǎn)生藍(lán)色沉淀，則證明存在氯化亞鐵，
故答案為：HCl和Fe反應(yīng)生成的H₂與Cl₂混合受熱發(fā)生爆炸，且有雜質(zhì)氯化亞鐵生成；取少量產(chǎn)物于一潔凈的試管種加少量水將產(chǎn)物溶解，向其中滴加鐵氰化鉀溶液，若產(chǎn)生藍(lán)色沉淀，則證明存在氯化亞鐵；
（4）裝置D中，硫代硫酸鈉（Na₂S₂O₃）與氯氣反應(yīng)，Na₂S₂O₃被氧化為Na₂SO₄，氯氣被還原為氯離子，離子方程式為：S₂O₃^2-+4Cl₂+5H₂O=2SO₄^2-+8Cl^-+10H⁺；
故答案為：S₂O₃^2-+4Cl₂+5H₂O=2SO₄^2-+8Cl^-+10H⁺；
（5）①加入KSCN溶液，溶液淡紅色，說明有鐵離子，加入過量的過氧化氫溶液，溶液變深紅色，說明鐵離子濃度變大，即溶液中有亞鐵離子，過氧化氫將亞鐵離子氧化為鐵離子使鐵離子濃度增大，離子方程式為：2Fe²⁺+2H⁺+H₂O₂=2F³⁺+2H₂O；
故答案為：2Fe²⁺+2H⁺+H₂O₂=2F³⁺+2H₂O；
②紅色褪去的同時(shí)有氣體生成，經(jīng)檢驗(yàn)氣體為O₂，說明有氧化還原反應(yīng)的發(fā)生，實(shí)驗(yàn)I說明溶液中鐵離子沒有變化，有硫酸根離子生成，實(shí)驗(yàn)Ⅱ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^-，則該硫酸根離子由H₂O₂將SCN^-氧化成SO₄^2-；
故答案為：H₂O₂將SCN^-氧化成SO₄^2-．

點(diǎn)評(píng) 本題通過探究氯氣與鐵反應(yīng)，考查了物質(zhì)性質(zhì)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)方法，為高考常見題型和高頻考點(diǎn)，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(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)原則，試題充分考查了學(xué)生的分析、理解能力及化學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Γ?/p>