题目内容
4．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生产流程制备无水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检查装置的气密性；
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2Fe+3Cl2$\frac{\underline{\;加热\;}}{\;}$2FeCl3．
（2）第③步加热后，生成的烟状FeCl3大部分进入收集器，少量沉积在反应管A右端要使沉积的FeCl3进入收集器，第④步操作是在沉积的FeCl3固体下方加热．
（3）上述操作步骤中，为防止FeCl3潮解所采取的措施有（填步骤序号）②、⑤．
（4）装置D中FeCl2全部反应后，因失去吸收Cl2的作用而失效，写出检验FeCl2是否失效的试剂：酸性KMnO4溶液．
Ⅱ．该组同学用装置D中的副产品FeCl3溶液吸收H2S，得到单质硫；过滤后，再以石墨为电极，在一定条件下电解滤液．
（5）FeCl3与H2S反应的离子方程式为2Fe3++H2S=2Fe2++S↓+2H+．
（6）电解池中H+在阴极放电产生H2，阳极的电极反应式为Fe2+-e-=Fe3+．
（7）综合分析实验Ⅱ的两个反应，可知该实验有两个显著优点：①H2S的原子利用率为100%；②FeCl3可以循环利用．
分析 本题是探究模拟工业生产流程制备无水FeCl3，再用副产品FeCl3溶液吸收有毒的H2S的综合题型，涉及制备氯化铁时根据其易水解和受热易升华的特性，要保持无氧干燥的反应环境，并利用加热的方式防氯化铁遇冷凝华，还考查了利用Fe2+的还原性用高锰酸钾溶液检验其存在于溶液中，另外还利用氯化铁的氧化性吸收硫化氢有毒气体，利用电解反应后的溶液重新生成得到氯化铁溶液循环利用，提高原料的利用率，据此可作答．
（1）装置A中铁与氯气反应生成氯化铁；
（2）要使沉积的FeCl3进入收集器，根据FeCl3加热易升华的性质；
（3）防止FeCl3潮解，不与水蒸气接触；
（4）检验FeCl2是否失效，应检验FeCl2是否存在，可以用KMnO4溶液检验；
（5）三价铁具有氧化性，硫化氢具有还原性，二者之间发生氧化还原反应；
（6）电解氯化亚铁时，阴极阳离子得到电子发生还原反应；阳极阳离子失去电子发生氧化反应；
（7）根据FeCl3可以循环利用．
解答 解：（1）装置A中铁与氯气反应生成氯化铁，反应为2Fe+3Cl2$\frac{\underline{\;加热\;}}{\;}$2FeCl3，故答案为：2Fe+3Cl2$\frac{\underline{\;加热\;}}{\;}$2FeCl3；
（2）对FeCl3加热发生升华使沉积的FeCl3进入收集器，故答案为：在沉积的FeCl3固体下方加热；
（3）为防止FeCl3潮解所采取的措施有②通入干燥的Cl2⑤用干燥的N2赶尽Cl2，故选：②、⑤；
（4）检验FeCl2是否失效，是检验有无Fe2+，而不是检验Fe3+的存在，不能选择KSCN溶液，而应该选择KMnO4溶液，因Fe2+有还原性能使酸性高锰酸钾溶液褪色，故答案为：酸性KMnO4溶液；
（5）三价铁具有氧化性，硫化氢具有还原性，二者之间发生氧化还原反应：2FeCl3+H2S=2FeCl2+2HCl+S↓，离子方程式为：2Fe3++H2S=2Fe2++S↓+2H+，故答案为：2Fe3++H2S=2Fe2++S↓+2H+；
（6）电解氯化亚铁时，阴极发生氢离子得电子的还原反应，2H++2e-═H 2↑，阳极亚铁离子发生失电子的氧化反应：Fe2+-e-=Fe3+，故答案为：Fe2+-e-=Fe3+；
（7）电解池中最终得到的FeCl3可重新用来吸收H2S，得到循环利用，故答案为：FeCl3可以循环利用．
点评 本题是一道综合题，难度中等，考查了学生运用知识解决问题的能力，涉及到的知识点较多，掌握基础是关键．
| A． | 两溶液中分别加入少量对应的钠盐，c（H+）均明显减小 | |
| B． | 分别加水稀释100倍后，两种溶液的c（H+）不再相等 | |
| C． | 中和同体积的这两种酸性溶液所需要NaOH的物质的量相等 | |
| D． | 分别加入足量锌片，两种溶液生成H2的体积相等 |
苯乙酸铜是合成优良催化剂、传感材料--纳米氧化铜的重要前驱体之一．下面是它的一种实验室合成路线：
Ⅰ．合成氨用的氢气有多种制取的方法：
①活泼金属（如钠）直接跟水反应；
②金属（如锌）跟稀盐酸或稀硫酸反应；
③电解水制氢气
④由焦炭跟水反应制取氢气：C+H2O（g）$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$CO+H2；
⑤由天然气制取氢气：CH4+H2O（g）$\frac{\underline{\;\;\;高温\;\;\;}}{催化剂}$CO+3H2
（1）请你再补充一种制取氢气的方法，写出该反应的化学方程式2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑．
（2）已知有关反应的能量变化如图，则方法⑤反应的焓变△H=（a+3b-c）kJ•mol-1．
Ⅱ．在3个2L的密闭容器中，在相同的温度下、使用相同的催化剂分别进行反应：3H2（g）+N2（g）$\frac{\underline{\;高温高压\;}}{催化剂}$2NH3（g），按不同方式投入反应物，保持恒温、恒容，测得反应达到平衡时有关数据如表：
| 容器 | 甲 | 乙 | 丙 |
| 反应物投入量 | 3mol H2、2mol N2 | 6mol H2、4mol N2 | 2mol NH3 |
| 达到平衡的时间（min） | 5 | 8 | |
| 平衡时N2的浓度（mol•L-1） | c1 | 1.5 | |
| NH3的体积分数 | ω1 | ω3 | |
| 混合气体密度（g•L-1） | ρ1 | ρ2 |
a．2c1＞1.5mol/L b．2ρ1=ρ2 c．ω3=ω1
（4）在该温度下该反应的平衡常数K=$\frac{（2-2{c}_{1}）^{2}}{{c}_{1}×（3{c}_{1}-1.5）^{3}}$（用含c1的代数式表示）．
（5）容器乙中反应从开始到达平衡的反应速率为v（H2）=0.3mol/（L．min）．
Ⅲ．用氨气制取尿素[CO（NH2）2]的反应为：2NH3（g）+CO2（g）?CO （NH2）2（l）+H2O（g）．某温度下，为进一步提高CO2的平衡转化率，下列措施中能达到目的是ab．
a．提高NH3的浓度 b．增大压强 c．及时转移生成的尿素 d．使用更高效的催化剂．
已知工业上合成氨的反应为：N2（g）+3H2（g）?2NH3（g）△H＜0．在一体积为2L的密闭容积中，加入0.20mol的N2和0.60mol的H2，反应中NH3的物质的量浓度的变化情况如图所示，
（填“向正方向进行”、“向逆方向进行”或“处于平衡状态”）．