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氯化铁是常见的水处理剂,无水FeCl3的熔点为555 K,沸点为588 K。工业上制备无水FeCl3的一种工艺流程如下:

(1)氯化铁能用作水处理剂的原因是__________________________________________________________

(用必要的文字和化学方程式说明)。

(2)吸收塔中吸收剂X是________________________,有关反应的离子方程式是________________________。

(3)温度超过673 K时,捕集器中捕集到的物质的相对分子质量为325,该物质的分子式为________________。

(4)从副产物FeCl3溶液中获得FeCl3·6H2O的方法是__________________________________________________________。

(5)用FeCl3溶液(32%~35%)腐蚀印刷线路板的废液中含FeCl3、FeCl2和CuCl2。用化学方法回收废液中铜的方法是__________________________(用反应式表示并简述操作要点)。


解析 (1)FeCl3是强酸弱碱盐,能水解生成Fe(OH)3胶体,Fe(OH)3胶体可吸附并沉降水中悬浮的杂质,用作净水剂。(2)铁屑与氯气在反应炉中发生放热反应,反应炉中的温度很高,所以尾气中含有Cl2和FeCl3,用吸收剂FeCl2溶液可吸收此尾气得到FeCl3溶液。(3)FeCl3的相对分子质量为162.5,所以捕集器中相对分子质量为325的物质为Fe2Cl6。(4)FeCl3水解生成的HCl易挥发,直接在空气中加热FeCl3溶液不能得到FeCl3·6H2O,为了抑制FeCl3水解,可在HCl气氛中加热浓缩FeCl3溶液,然后冷却结晶。

答案 (1)FeCl3+3H2OFe(OH)3(胶体)+3HCl,Fe(OH)3胶体能吸附并沉降水中悬浮的物质

(2)FeCl2溶液 2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl- (3)Fe2Cl6

(4)在HCl气氛中加热浓缩FeCl3溶液,然后冷却结晶

(5)加过量铁粉,发生反应CuCl2+Fe===FeCl2+Cu,过滤,分离得到的固体再与盐酸反应以溶解残留的铁,过滤得到铜(或过滤、洗涤、干燥后,用磁铁吸去铁可得到铜)


练习册系列答案
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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____________________________________________________________。

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