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)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

【解析】根据FeCl3的性质及物质制备的相关知识解答。

(1)Cl2和Fe的反应为3Cl2＋2Fe2FeCl3。(2)根据FeCl3加热易升华的性质，可以对反应管中沉积FeCl3的部位加热，使其升华。(3)为了防止FeCl3潮解，②赶尽装置中的空气，防止水蒸气存在；⑤冷却时要在Cl2中冷却，并用干燥的N2赶尽Cl2。(4)装置B中冷水浴的作用是将FeCl3蒸气冷却为FeCl3固体。装置C为干燥管。检验

FeCl2是否失效就是检验D中是否存在Fe2＋，可以用K3[Fe(CN)6]溶液检验，现象：若存在Fe2＋，溶液中有蓝色沉淀生成。(5)Cl2是有毒气体，可以用碱液吸收，如右图所示。(6)H2S与FeCl3发生氧化还原反应：2Fe3＋＋H2S=2Fe2＋＋S↓＋2H＋。(7)因为阳极材料为石墨，故阳极是溶液中的Fe2＋放电：Fe2＋－e－=Fe3＋。(8)实验Ⅱ的显著优点是①H2S的利用率高，②FeCl3可以循环利用。

点拨：知识：物质的制备、尾气的处理、离子的检验等化学实验知识，离子方程式和电极反应式的书写。能力：着重考查学生分析、解决问题的能力。试题难度：中等。