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N2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)第③步加热后，生成的烟状FeCl3大部分进入收集器，少量沉积在反应管A右端。要使沉积的FeCl3进入收集器，第④步操作是____________________________________________________________。

(3)操作步骤中，为防止FeCl3潮解所采取的措施有(填步骤序号)____________。

(4)装置B中冷水浴的作用为____________________________________________________________；

装置C的名称为________；装置D中FeCl2全部反应后，因失去吸收Cl2的作用而失效，写出检验FeCl2是否失效的试剂：____________________________________________________________。

(5)在虚线框中画出尾气吸收装置E并注明试剂。

Ⅱ.该组同学用装置D中的副产品FeCl3溶液吸收H2S，得到单质硫；过滤后，再以石墨为电极，在一定条件下电解滤液。

(6)FeCl3与H2S反应的离子方程式为____________________________。

(7)电解池中H＋在阴极放电产生H2，阳极的电极反应式为____________________________。

(8)综合分析实验Ⅱ的两个反应，可知该实验有两个显著优点：

①H2S的原子利用率为100%；

②____________________________________________________________。

Answer 1

解析　(1)装置A中Fe在加热条件下与Cl2反应生成FeCl3：2Fe＋3Cl22FeCl3。

(2)根据题目信息可知，加热时FeCl3固体易升华，所以沉积在装置A右端的FeCl3经加热使其变为气体而进入收集器。

(3)要防止FeCl3潮解，则装置中不能存在水蒸气，从实验步骤表述中分析，②⑤都涉及“干燥”，其目的都是防止FeCl3潮解。

 (4)进入收集器的FeCl3为气体，经装置B中的冷水冷却后而沉积下来，便于收集产品。Fe2＋的检验可用K3[Fe(CN)6]溶液，Fe2＋与K3[Fe(CN)6]溶液反应生成蓝色沉淀。

(5)由于尾气中含有未反应的有毒气体氯气，可用盛有NaOH溶液的装置吸收，并将导管插入液面下。

(6)Fe3＋具有氧化性，H2S具有还原性，二者发生氧化还原反应：2Fe3＋＋H2S===2Fe2＋＋S↓＋2H＋。

(7)FeCl3与H2S反应后的溶液中，主要存在Fe2＋、H＋和Cl－。电解时，H＋在阴极得到电子生成H2，由于还原性Fe2＋>Cl－，所以Fe2＋在阳极失去电子生成Fe3＋：Fe2＋－e－===Fe3＋。

(8)FeCl3与H2S反应后的溶液经电解后又生成FeCl3，FeCl3得到循环利用。

答案　(1)2Fe＋3Cl22FeCl3　(2)在沉积的FeCl3固体下方加热　(3)②⑤　(4)冷却，使FeCl3沉积，便于收集产品　干燥管　K3[Fe(CN)6]溶液

(5)

 (6)2Fe3＋＋H2S===2Fe2＋＋S↓＋2H＋

(7)Fe2＋－e－===Fe3＋　(8)FeCl3得到循环利用