Question

FeCl₃在现代工业生产中应用广泛。某化学研究性学习小组模拟工业流程制备无水FeCl₃，再用副产品FeCl₃溶液吸收有毒的H₂S。
I、经查阅资料得知：无水FeCl₃在空气中易潮解，加热易升华。他们设计了制备无水 FeCl₃的实验方案，装置示意图（加热及夹持装置略去）及操作步骤如下：

①检验装置的气密性；　　　　　　
②通入干燥的Cl₂，赶尽装置中的空气；
③用酒精灯在铁屑下方加热至反应完成；
④……
⑤体系冷却后，停止通入Cl₂，并用干燥的H₂赶尽Cl₂，将收集器密封。
请回答下列问题：
（1）装置A中反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。
（2）操作步骤中，为防止FeCl₃潮解所采取的措施有（填步骤序号）　　　　　　　 。
（3）如果没有装置C的设计，会导致                       
（4）用离子方程式表示虚线框E中所增加装置和试剂的作用：            。
（5）用装置D中的副产品FeCl₃溶液吸收H₂S，得到单质硫，请写出反应的离子方程式：　　　　 。
Ⅱ、反应结束后，将收集器中所得固体完全溶于稀盐酸，小组同学对所得溶液金属阳离子的成分有三种观点：①只有Fe³⁺；②只有Fe²⁺；③　 　        　　　。
为探究溶液的组成，实验如下：

实验步骤	实验现象	实验结论及反应离子方程式
①取少量所得溶液于试管中，加入少量KSCN溶液。	_________________。	说明：假设②不成立，假设①或③成立；反应的离子方程式是_____________。
②另取少量所得溶液于试管中，加入少量酸性 KMnO4溶液。	溶液紫红色退去	说明：________________________。

 
综合上述实验分析，所得溶液中含有的金属阳离子有                            。

Answer 1

Ⅰ（1）2Fe+3Cl₂  2FeCl₃(2分)
（2）②⑤(1分)
（3）D装置中水挥发到接受器，使FeCl₃潮解(1分)　
（4）Cl₂+2OH^-=Cl^-+ClO^-+H₂O (2分)
（5）2Fe³⁺+2H₂S=2Fe²⁺+2 H⁺+S↓(2分)
Ⅱ、③既有Fe³⁺又有Fe²⁺(1分)　

实验步骤	实验现象	实验结论及反应离子方程式
	溶液中出现红色。(1分)	Fe3++3SCN-=" " Fe(SCN)3。(1分)
		假设②或③成立(1分)

 
Fe³⁺、Fe²⁺(1分)　

试题分析：Ⅰ（1）铁和氯气在加热的条件下生成氯化铁；
（2）氯化铁在空气中易潮解，②赶走了试管中的空气，⑤既防止了空气污染，用干燥的氢气还可以防止氯化铁潮解；
（3）D装置中水挥发到接受器，使FeCl₃潮解；
（4）用碱性溶液把剩余的氯气反应完，防止空气污染；
（5）发生氧化还原反应。
Ⅱ③三价铁离子和二价铁离子都有；
三价铁离子和硫氰根离子会发生络合反应，显红色；
酸性高锰酸钾可以氧化亚铁离子，使紫红色消失；
结合两个实验，所以溶液中既有二价铁离子又有三价铁离子。