Question

14．FeCl₃在现代工业生产中应用广泛．经查阅资料得知：无水FeCl₃在空气中易潮解，加热易升华．工业上，向500-600℃的铁屑中通入氯气可生产无水氯化铁；向炽热铁屑中通入氯化氢可以生产无水氯化亚铁．某化学研究性学习小组模拟工业生产流程制备无水FeCl₃并对产物做了如图探究实验，请回答下列问题：

（1）装置的连接顺序为a→g，h→d，e→b，c→f．
（2）i．A中反应的离子方程式：MnO₂+2Cl^-+4H⁺$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Mn²⁺+2H₂O+Cl₂↑．
ii．D中碱石灰的作用是吸收没有反应完的氯气，以防污染空气，吸收空气中的水蒸气，防止生成的FeCl₃潮解．
（3）反应结束后，生成的烟状FeCl₃大部分进入收集器，少量沉积在反应管B中硬质玻璃管的右端．要使沉积的FeCl₃进入收集器，需进行的操作是在沉积的FeCl₃固体下方加热．
（4）反应一段时间后熄灭酒精灯，冷却后将硬质玻璃管及收集器中的物质一并快速转移至锥形瓶中，加入过量稀盐酸和少许植物油（反应过程中不振荡），充分反应后，进行如下实验：

①淡黄色溶液中加入试剂X生成淡红色溶液的离子方程式为Fe³⁺+3SCN^-?Fe（SCN）₃．
②淡红色溶液中加入过量H₂O₂后溶液红色加深的原因是2Fe²⁺+2H⁺+H₂O₂═2Fe³⁺+2H₂O（用离子方程式表示）．

Answer 1

分析 生产无水氯化铁流程：A装置：制取氯气，实验室常用浓盐酸与二氧化锰加热制取MnO₂+4HCl（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O，装置E：吸收HCl，装置C：作用是干燥氯气，常用浓硫酸，装置B：铁和氯气反应2Fe+3Cl₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2FeCl₃，D装置尾气吸收．
（1）排列顺序为气体的制取→洗气→干燥→氯气和铁的反应→尾气处理，无水FeCl₃在空气中易潮解，加热易升华．工业上，向500-600℃的铁屑中通入氯气可生产无水氯化铁；向炽热铁屑中通入氯化氢可以生产无水氯化亚铁．装置A制备氯气，通过装置E中饱和食盐水吸收氯化氢气体，通过装置装置C中的浓硫酸除去水蒸气，通过装置B生成氯化铁后冷却得到固体污水氯化铁，最后需要连接装置D避免空气中水蒸气进入装置B使氯化铁水解；
（2）i．实验室利用二氧化锰与浓盐酸加热反应制取氯气；
ii．D中碱石灰的作用是吸收多余污染气体，防止空气中水蒸气进入装置B；
（3）无水FeCl₃在空气中易潮解，加热易升华；
（4）①根据Fe³⁺和KSCN反应生成络合物硫氰化铁而使溶液呈血红色；
②Fe²⁺被H₂O₂氧化生成Fe³⁺，从而增大Fe³⁺浓度．

解答 解：（1）浓硫酸具有吸水性能作氯气干燥剂、碱石灰具有碱性而吸收氯气、饱和食盐水吸收氯化氢而抑制氯气溶解，装置排列顺序为气体的制取→洗气→干燥→氯气和铁的反应→尾气处理，所以装置连接顺序为a→g→h→d→e→b→c→f，
故答案为：g；h；d；e；f；
（2）i．制取无水氯化铁的实验中，A装置制取的是氯气，实验室常用浓盐酸与二氧化锰加热制取，离子方程式为：MnO₂+2Cl^-+4H⁺$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$ Mn²⁺+2H₂O+Cl₂↑，
故答案为：MnO₂+2Cl^-+4H⁺$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$ Mn²⁺+2H₂O+Cl₂↑，
ii．D中碱石灰的作用是吸收多余污染气体，防止空气中水蒸气进入装置B，吸收没有反应完的氯气，以防污染空气，吸收空气中的水蒸气，防止生成的FeCl₃潮解，
故答案为：吸收没有反应完的氯气，以防污染空气；吸收空气中的水蒸气，防止生成的FeCl₃潮解；
（3）无水FeCl₃在空气中易潮解，加热易升华，反应结束后，生成的烟状FeCl₃大部分进入收集器，少量沉积在反应管B中硬质玻璃管的右端．要使沉积得FeCl₃进入收集器，需进行的操作是在沉积的FeCl₃固体下方加热，
故答案为：在沉积的FeCl₃固体下方加热；
（4）①Fe³⁺和KSCN反应生成络合物硫氰化铁而使溶液呈血红色，反应方程式为Fe³⁺+3SCN^-?Fe（SCN）₃，
故答案为：Fe³⁺+3SCN^-?Fe（SCN）₃；
②Fe²⁺被H₂O₂氧化生成Fe³⁺，从而增大Fe³⁺浓度，Fe³⁺、SCN^-反应生成Fe（SCN）₃，从而增大络合物浓度，溶液颜色加深，反应的离子方程式为：2Fe²⁺+2H⁺+H₂O₂═2Fe³⁺+2H₂O，
故答案为：2Fe²⁺+2H⁺+H₂O₂═2Fe³⁺+2H₂O．

点评 本题通过探究氯气与铁反应，考查了物质性质实验方案的设计方法，题目难度中等，注意掌握氯气与铁反应的现象、反应原理，明确物质性质实验方案的设计原则，试题充分考查了学生的分析、理解能力及化学实验能力．