Question

14．FeCl₃在現代工業生產中應用廣泛．經查閱資料得知：無水FeCl₃在空氣中易潮解，加熱易升華．工業上，向500-600℃的鐵屑中通入氯氣可生產無水氯化鐵；向熾熱鐵屑中通入氯化氫可以生產無水氯化亞鐵．某化學研究性學習小組模擬工業生產流程制備無水FeCl₃并對產物做了如圖探究實驗，請回答下列問題：

（1）裝置的連接順序為a→g，h→d，e→b，c→f．
（2）i．A中反應的離子方程式：MnO₂+2Cl^-+4H⁺$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Mn²⁺+2H₂O+Cl₂↑．
ii．D中堿石灰的作用是吸收沒有反應完的氯氣，以防污染空氣，吸收空氣中的水蒸氣，防止生成的FeCl₃潮解．
（3）反應結束后，生成的煙狀FeCl₃大部分進入收集器，少量沉積在反應管B中硬質玻璃管的右端．要使沉積的FeCl₃進入收集器，需進行的操作是在沉積的FeCl₃固體下方加熱．
（4）反應一段時間后熄滅酒精燈，冷卻后將硬質玻璃管及收集器中的物質一并快速轉移至錐形瓶中，加入過量稀鹽酸和少許植物油（反應過程中不振蕩），充分反應后，進行如下實驗：

①淡黃色溶液中加入試劑X生成淡紅色溶液的離子方程式為Fe³⁺+3SCN^-?Fe（SCN）₃．
②淡紅色溶液中加入過量H₂O₂后溶液紅色加深的原因是2Fe²⁺+2H⁺+H₂O₂═2Fe³⁺+2H₂O（用離子方程式表示）．

Answer 1

分析 生產無水氯化鐵流程：A裝置：制取氯氣，實驗室常用濃鹽酸與二氧化錳加熱制取MnO₂+4HCl（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O，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2Fe+3Cl₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2FeCl₃，D裝置尾氣吸收．
（1）排列順序為氣體的制取→洗氣→干燥→氯氣和鐵的反應→尾氣處理，無水FeCl₃在空氣中易潮解，加熱易升華．工業上，向500-600℃的鐵屑中通入氯氣可生產無水氯化鐵；向熾熱鐵屑中通入氯化氫可以生產無水氯化亞鐵．裝置A制備氯氣，通過裝置E中飽和食鹽水吸收氯化氫氣體，通過裝置裝置C中的濃硫酸除去水蒸氣，通過裝置B生成氯化鐵后冷卻得到固體污水氯化鐵，最后需要連接裝置D避免空氣中水蒸氣進入裝置B使氯化鐵水解；
（2）i．實驗室利用二氧化錳與濃鹽酸加熱反應制取氯氣；
ii．D中堿石灰的作用是吸收多余污染氣體，防止空氣中水蒸氣進入裝置B；
（3）無水FeCl₃在空氣中易潮解，加熱易升華；
（4）①根據Fe³⁺和KSCN反應生成絡合物硫氰化鐵而使溶液呈血紅色；
②Fe²⁺被H₂O₂氧化生成Fe³⁺，從而增大Fe³⁺濃度．

解答 解：（1）濃硫酸具有吸水性能作氯氣干燥劑、堿石灰具有堿性而吸收氯氣、飽和食鹽水吸收氯化氫而抑制氯氣溶解，裝置排列順序為氣體的制取→洗氣→干燥→氯氣和鐵的反應→尾氣處理，所以裝置連接順序為a→g→h→d→e→b→c→f，
故答案為：g；h；d；e；f；
（2）i．制取無水氯化鐵的實驗中，A裝置制取的是氯氣，實驗室常用濃鹽酸與二氧化錳加熱制取，離子方程式為：MnO₂+2Cl^-+4H⁺$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$ Mn²⁺+2H₂O+Cl₂↑，
故答案為：MnO₂+2Cl^-+4H⁺$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$ Mn²⁺+2H₂O+Cl₂↑，
ii．D中堿石灰的作用是吸收多余污染氣體，防止空氣中水蒸氣進入裝置B，吸收沒有反應完的氯氣，以防污染空氣，吸收空氣中的水蒸氣，防止生成的FeCl₃潮解，
故答案為：吸收沒有反應完的氯氣，以防污染空氣；吸收空氣中的水蒸氣，防止生成的FeCl₃潮解；
（3）無水FeCl₃在空氣中易潮解，加熱易升華，反應結束后，生成的煙狀FeCl₃大部分進入收集器，少量沉積在反應管B中硬質玻璃管的右端．要使沉積得FeCl₃進入收集器，需進行的操作是在沉積的FeCl₃固體下方加熱，
故答案為：在沉積的FeCl₃固體下方加熱；
（4）①Fe³⁺和KSCN反應生成絡合物硫氰化鐵而使溶液呈血紅色，反應方程式為Fe³⁺+3SCN^-?Fe（SCN）₃，
故答案為：Fe³⁺+3SCN^-?Fe（SCN）₃；
②Fe²⁺被H₂O₂氧化生成Fe³⁺，從而增大Fe³⁺濃度，Fe³⁺、SCN^-反應生成Fe（SCN）₃，從而增大絡合物濃度，溶液顏色加深，反應的離子方程式為：2Fe²⁺+2H⁺+H₂O₂═2Fe³⁺+2H₂O，
故答案為：2Fe²⁺+2H⁺+H₂O₂═2Fe³⁺+2H₂O．

點評 本題通過探究氯氣與鐵反應，考查了物質性質實驗方案的設計方法，題目難度中等，注意掌握氯氣與鐵反應的現象、反應原理，明確物質性質實驗方案的設計原則，試題充分考查了學生的分析、理解能力及化學實驗能力．