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H₂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）如果没有装置C的设计，会导致                                             。

（5）用离子方程式表示虚线框E中所增加装置和试剂的作用：                     。

（6）用装置D中的副产品FeCl₃溶液吸收H₂S，得到单质硫，

请写出反应的离子方程式：                                  。

Ⅱ、反应结束后，将收集器中所得固体完全溶于稀盐酸，小组同学对所得溶液金属阳离子的成分有三种观点：①只有Fe³⁺；②只有Fe²⁺；③                          。

为探究溶液的组成，实验如下：

实验步骤	实验现象	实验结论及反应离子方程式
①取少量所得溶液于试管中，加入少量KSCN溶液。		说明：假设②不成立，假设①或③成立；的离子方程式是               。
②另取少量所得溶液于试管中，加入少量酸性 KMnO4溶液。	溶液紫红色退去	说明：                                        。

 

综合上述实验分析，所得溶液中含有的金属阳离子有                                          。

 

Answer 1

【答案】

Ⅰ、（1）2Fe+3Cl₂   2FeCl₃(2分)

（2）用酒精灯对沉积在A右端的FeCl₃加热(1分)         （3）②⑤(2分)

（4）D装置中水挥发到接受器，使FeCl₃潮解(2分)    

（5）Cl₂+2OH^-=Cl^-+ClO^-+H₂O (2分)

（6）2Fe³⁺+2H₂S=2Fe²⁺+2 H⁺+S↓(2分)

Ⅱ、③既有Fe³⁺又有Fe²⁺(1分)

实验步骤	实验现象	实验结论及反应离子方程式
	溶液中出现红色。(1分)	Fe3++3SCN-= Fe(SCN)3。(2分)
		假设②或③成立

Fe³⁺、Fe²⁺(1分)

【解析】

试题分析：（1）装置A中Fe与Cl₂反应生成FeCl₃，注意条件和配平可得2Fe+3Cl₂   2FeCl₃。

（2）要使沉积的FeCl₃进入收集器，根据FeCl₃加热易升华的性质，第④的操作应该是：在沉积的的FeCl₃固体下方加热。

（3）装置干燥，通入的气体干燥均可防止其潮解，故步骤中②⑤合题意。

（4）装置C中CaCl₂具有吸水性，可把D中挥发出的水分吸收，如果没有装置C，D装置中水挥发到接受器，使FeCl₃潮解。

（5）虚线框E中盛放试剂为NaOH溶液，作用为吸收尾气中的Cl₂，所以离子方程式为：Cl₂+2OH^-=Cl^-+ClO^-+H₂O。

（6）Fe³⁺具有氧化性，把H₂S氧化为S，可写出离子方程式为：2Fe³⁺+2H₂S=2Fe²⁺+2 H⁺+S↓。

Ⅱ、根据①②可得③观点为既有Fe³⁺又有Fe²⁺；假设②不成立，假设①或③成立，说明溶液含有Fe³⁺，加入少量KSCN溶液，发生络合反应生成Fe(SCN)₃，使溶液变为红色，离子方程式为：Fe³⁺+3SCN^-= Fe(SCN)₃；加入少量酸性 KMnO₄溶液，紫红色退去，说明溶液含有Fe²⁺，则假设②或③成立，所以溶液中含有的金属阳离子为Fe²⁺、Fe³⁺。

考点：本题考查化学方程式和离子方程式的书写、离子的推断、试剂与装置的作用、实验方案的分析。