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、生產中有廣泛應用．請回答下列問題：
（1）磁鐵礦是工業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，轉移電子的物質的量是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，其發生的反應的離子方程式2Fe（OH）₃+3ClO^-+4OH^-═2FeO₄^2-+3Cl^-+5H₂O
（3）某課外活動小組將下圖所示裝置按一定順序連接，在實驗室里制取一定量的FeCl₃（所通氣體過量并充分反應）．已知FeCl₃會吸水潮解．

請回答下列問題：
①A中發生反應的化學方程式為MnO₂+4HCl（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O．
②各裝置的正確連接順序為（填寫裝置代號）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中反應的離子方程式2OH^-+Cl₂=Cl^-+ClO^-+H₂O．
④反應開始后，B中硬質玻璃管內的現象為產生棕色的煙；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，由反應可知4molCO作還原劑，利用C元素的化合價變化計算轉移電子；
（2）KOH濃溶液中加入NaClO和Fe（OH）₃，生成K₂FeO₄，Fe元素的化合價升高，則Cl元素的化合價降低，結合電子、電荷守恒分析；
（3）由制備實驗裝置可知，A中發生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中發生Fe與氯氣的反應生成氯化鐵，連接C可防止氯化鐵水解，最后利用D進行尾氣處理，以此來解答．

解答 解：（1）1molFe₃0₄參加反應，Fe原子得電子，而C原子失去電子，4molCO作還原劑，則轉移的電子為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，Fe元素的化合價升高，則Cl元素的化合價降低，由電子、電荷守恒可知，離子反應為2Fe（OH）₃+3ClO^-+4OH^-═2FeO₄^2-+3Cl^-+5H₂O，故答案為：2FeO₄^2-+3Cl^-+5H₂O；
（3）①A中發生反應的化學方程式為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的氯氣，防止污染空氣，所以裝置順序為A→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反應開始后，B中硬質玻璃管內的現象為產生棕色的煙，FeCl₃常作凈水劑，原理是Fe³⁺+3H₂O?Fe（OH）₃+3H⁺，
故答案為：產生棕色的煙；Fe³⁺+3H₂O?Fe（OH）₃+3H⁺．

點評 本題考查氯化鐵的制備實驗及氧化還原反應，為高頻考點，把握物質的性質、反應原理、實驗裝置為解答的關鍵，側重分析與實驗能力的考查，題目難度不大．