Question

9．甲同学进行了FeCl₂溶液的配制、浓度的测定以及Fe²⁺还原性的实验，并针对异常现象进行探究．
步骤一：甲同学准备用两种方案制取FeCl₂．
方案1：按如图装置用H₂还原无水FeCl₃制取．

（1）E中盛放的试剂是碱石灰；D中反应的化学方程式为H₂+2FeCl₃=2FeCl₂+2HCl．
方案2：由0.1mol•L^-1　FeCl₃溶液制取FeCl₂溶液，
（2）写出完成上述操作所涉及的离子方程式2Fe³⁺+Fe=3Fe²⁺．
步骤二：用重铬酸钾法测定方案2所配FeCl₂溶液的物质的量浓度．
（3）①若需配制浓度为0.01000mol•L^-1的K₂Cr₂O₇标准溶液480mL，实验中用到的玻璃仪器有量筒、玻璃棒、烧杯，还缺少500mL容量瓶，胶头滴管．
②本实验滴定过程中操作滴定管的图示正确的是A（填编号）．

③下列错误的操作使测定的FeCl₂溶液浓度偏小的是A
a．若在配制K₂Cr₂O₇标准溶液定容时采取俯视姿势
b．若滴定操作中，如果滴定前装有K₂Cr₂O₇标准溶液的滴定管尖嘴部分有气泡，而滴定结束后气泡消失．
c．锥形瓶洗净后未干燥
步骤三：向2mL　FeCl₂溶液中滴加2滴0.1mol•L^-1KSCN溶液，无现象；再滴加5滴5%　H₂O₂溶液（pH约为5），观察到溶液变红，大约10秒左右红色褪去，有气体生成（经检验为O₂）．
（4）甲同学探究“步骤三”中溶液褪色的原因：
实验I．取褪色后溶液两份，一份滴加FeCl₃溶液无现象；另一份滴加KSCN溶液出现红色；
实验II．取褪色后溶液，滴加盐酸和BaCl₂溶液，产生白色沉淀，并测得生成了两种可直接排放到空气中的气体．
实验III．向2mL　0.1mol•L^-1　FeCl₃溶液中滴加2滴0.1mol•L^-1KSCN溶液，变红，通入O₂，无明显变化．
①实验I说明溶液红色褪去是因为SCN^-发生了反应而不是Fe³⁺发生反应．
②实验III的目的是排除H₂O₂分解产生的O₂氧化SCN^-的可能．
得出结论：溶液褪色的原因是酸性条件下H₂O₂将SCN^-氧化成SO₄^2-和相关气体．写出该反应的离子方程式2SCN^-+11H₂O₂═2SO₄^2-+2H⁺+2CO₂↑+N₂↑+10H₂O．

Answer 1

分析 步骤一：（1）方案1：按如图中装置可知，用H₂还原无水FeCl₃制取无水FeCl₂，A装置一般用锌和稀盐酸制备H₂，B装置用来除去氢气中的氯化氢，C装置用来干燥氢气，可以装置碱石灰，E装置中也要装置碱石灰，吸收氯化氢气体同时防止空气中的水份进入D装置，D装置中用氢气与氯化氯生成氯化亚铁；
（2）方案2：由FeCl₃溶液制取FeCl₂溶液，可以在氯化铁溶液中加入足量铁粉；
（3）步骤二：根据配制一定物质的量浓度溶液的操作步骤可知，配制溶液是需要500 mL容量瓶、胶头滴管、量筒、玻璃棒、烧杯等，在操作滴定管时应用左手握住活塞，手指在另上侧拧开活塞，根据氧化还原滴定原理可以进行误差分析；
（4）步骤三：根据实验步骤可知，实验III的目的是排除H₂O₂分解产生的O₂氧化SCN^-的可能，在酸性条件下H₂O₂将SCN^-氧化成SO₄^2-和氮气，同时有二氧化碳生成，据此书写离子方程式．

解答 解：步骤一：（1）方案1：按如图中装置可知，用H₂还原无水FeCl₃制取无水FeCl₂，A装置一般用锌和稀盐酸制备H₂，B装置用来除去氢气中的氯化氢，C装置用来干燥氢气，可以装置碱石灰，E装置中也要装置碱石灰，吸收氯化氢气体同时防止空气中的水份进入D装置，D装置中用氢气与氯化氯生成氯化亚，所以E中盛放的试剂是 碱石灰，D中反应的化学方程式为 H₂+2FeCl₃=2FeCl₂+2HCl；
故答案为：碱石灰；H₂+2FeCl₃=2FeCl₂+2HCl；
（2）方案2：由FeCl₃溶液制取FeCl₂溶液，可以在氯化铁溶液中加入足量铁粉，反应为：2Fe³⁺+Fe=3Fe²⁺；
故答案为：2Fe³⁺+Fe=3Fe²⁺；
（3）步骤二：①根据配制一定物质的量浓度溶液的操作步骤可知，配制溶液是需要500 mL容量瓶、胶头滴管、量筒、玻璃棒、烧杯等，在操作滴定管时应用左手握住活塞，手指在另上侧拧开活塞，故选  A；
故答案为：500 mL容量瓶、胶头滴管；A；
②在氧化还原滴定中：
A．若在配制K₂Cr₂O₇标准溶液定容时采取俯视姿势，会使标准液的浓度偏高，导致消耗的标准液的体积偏小，会使测定的FeCl₂溶液浓度偏小，故A正确；
B．若滴定操作中，如果滴定前装有K₂Cr₂O₇标准溶液的滴定管尖嘴部分有气泡，而滴定结束后气泡消失，使标准液的体积偏大，会使测定的FeCl₂溶液浓度偏大，故B错误；
C．锥形瓶洗净后未干燥，对实验没有影响，故选A；
故答案为：A；
（4）步骤三：②根据实验步骤可知，实验III的目的是排除H₂O₂分解产生的O₂氧化SCN^-的可能；
在酸性条件下H₂O₂将SCN^-氧化成SO₄^2-和氮气，同时有二氧化碳生成，反应的离子方程式为2SCN^-+11H₂O₂═2SO₄^2-+2H⁺+2 CO₂↑+N₂↑+10 H₂O；
故答案为：排除H₂O₂分解产生的O₂氧化SCN^-的可能；2SCN^-+11H₂O₂═2SO₄^2-+2H⁺+2 CO₂↑+N₂↑+10 H₂O．

点评 本题考查物质的有关性质以及离子之间的转化、实验过程分析及实验基本操作，主要是物质性质和离子检验的理解应用，题目难度中等．