Question

FeCl3在現代工業生產中應用廣泛。某化學研究性學習小組模擬工業流程制備無水FeCl3，再用副產品FeCl3溶液吸收有毒的H2S。

 

Ⅰ.經查閱資料得知：無水FeCl3在空氣中易潮解，加熱易升華。他們設計了制備無水FeCl3的實驗方案，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。

請回答下列問題：

(1)裝置A中反應的化學方程式為______________。

(2)第③步加熱后，生成的煙狀FeCl3大部分進入收集器，少量沉積在反應管A右端。要使沉積的FeCl3進入收集器，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)________。

(4)裝置B中冷水浴的作用為________；裝置C的名稱為________；裝置D中FeCl2全部反應后，因失去吸收Cl2的作用而失效，寫出檢驗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.該組同學用裝置D中的副產品FeCl3溶液吸收H2S，得到單質硫；過濾后，再以石墨為電極，在一定條件下電解濾液。

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

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

(8)綜合分析實驗Ⅱ的兩個反應，可知該實驗有兩個顯著優點：

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得到循環利用

【解析】根據FeCl3的性質及物質制備的相關知識解答。

(1)Cl2和Fe的反應為3Cl2＋2Fe2FeCl3。(2)根據FeCl3加熱易升華的性質，可以對反應管中沉積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

 

FeCl2是否失效就是檢驗D中是否存在Fe2＋，可以用K3[Fe(CN)6]溶液檢驗，現象：若存在Fe2＋，溶液中有藍色沉淀生成。(5)Cl2是有毒氣體，可以用堿液吸收，如右圖所示。(6)H2S與FeCl3發生氧化還原反應：2Fe3＋＋H2S=2Fe2＋＋S↓＋2H＋。(7)因為陽極材料為石墨，故陽極是溶液中的Fe2＋放電：Fe2＋－e－=Fe3＋。(8)實驗Ⅱ的顯著優點是①H2S的利用率高，②FeCl3可以循環利用。

點撥：知識：物質的制備、尾氣的處理、離子的檢驗等化學實驗知識，離子方程式和電極反應式的書寫。能力：著重考查學生分析、解決問題的能力。試題難度：中等。