Question

实验室以锈蚀程度很大的废铁屑为原料制备FeCl₃·6H₂O晶体的流程可简要表示如下：

已知：在水溶液中Fe²⁺能与K₃Fe(CN)₆生成蓝色沉淀Fe₃[Fe(CN)₆]₂。

试回答下列问题：

（1）“酸溶”过程中发生主要反应有：

①Fe +2H^＋=Fe²⁺+H₂↑；②Fe₂O₃+ 6H^＋=2Fe³⁺+3H₂O；③___。(用离子方程式表示)

（2）“酸溶”需控制温度在40℃左右，最佳的加热方式是____。

（3）“过滤”需要的玻璃仪器除烧杯外还有___。

（4）“氧化”过程可在如图所示装置中进行。

①装置A中KMnO₄与浓盐酸反应生成MnCl₂和Cl₂，其离子方程式为___。

②装置C的作用是____。

③为使Cl₂能充分发生反应，除在B中使用多孔球泡和搅拌外，实验中可采取的措施是___。

④证明装置B溶液中Fe²⁺已完全被氧化成Fe³⁺的实验方案是___。

Answer

2Fe3+ + Fe=3Fe2+ 在40℃水浴中加热 玻璃棒、漏斗 2MnO4-+16H++10Cl-=2Mn2++5Cl2↑+8H2O 吸收氯气，防止污染空气 减慢分液漏斗中浓盐酸的滴加速度（或增大B中溶质的浓度等） 取B中溶液于试管中，滴加少量K3Fe(CN)6溶液，若无蓝色沉淀生成，则证明Fe2+已完全被氧化

【解析】

根据流程图，以锈蚀程度很大的废铁屑为原料制备FeCl3·6H2O晶体的流程为：废铁屑中加入30%的盐酸，铁和氧化铁均溶解，分别生成氯化亚铁和氯化铁，同时铁与氯化铁反应生成氯化亚铁，过滤除去不溶性杂质，在滤液中通入氯气，将亚铁离子氧化生成铁离子，经过一系列操作得到FeCl3·6H2O晶体，据此分析解答。

(1)“酸溶”过程中盐酸能够溶解铁和氧化铁，溶解生成的铁离子能够氧化铁，发生主要反应有：①Fe+2H＋=Fe2++H2↑；②Fe2O3+6H＋=2Fe3++3H2O；③2Fe3+ + Fe=3Fe2+，故答案为：2Fe3+ + Fe=3Fe2+；

(2)“酸溶”需控制温度在40℃左右，最佳的加热方式是在40℃水浴中加热，故答案为：在40℃水浴中加热；

(3)“过滤”需要的玻璃仪器除烧杯外还有玻璃棒、漏斗，故答案为：玻璃棒、漏斗；

(4)①装置A中KMnO4与浓盐酸反应生成MnCl2和Cl2，反应的化学方程式为2KMnO4+16HCl（浓）=2MnCl2+2KCl+5Cl2↑+8H2O，离子方程式为2MnO4-+16H++10Cl-=2Mn2++5Cl2↑+8H2O，故答案为：2MnO4-+16H++10Cl-=2Mn2++5Cl2↑+8H2O；

②氯气有毒，尾气中的氯气不能直接排放，需要用氢氧化钠溶液吸收，故答案为：吸收氯气，防止污染空气；

③为使Cl2能在B装置中与FeCl2溶液充分发生反应，可以减慢氯气的通入速度，或者增大B中FeCl2溶液的浓度，除在B中使用多孔球泡和搅拌外，实验中可采取的措施还有减慢分液漏斗中浓盐酸的滴加速度、增大B中溶质的浓度等，故答案为：减慢分液漏斗中浓盐酸的滴加速度(或增大B中溶质的浓度等)；

④在水溶液中Fe2+能与K3Fe(CN)6生成蓝色沉淀Fe3[Fe(CN)6]2，因此证明装置B溶液中Fe2+已完全被氧化成Fe3+的实验方案是：取B中溶液于试管中，滴加少量K3Fe(CN)6溶液，若无蓝色沉淀生成，则证明Fe2+已完全被氧化，故答案为：取B中溶液于试管中，滴加少量K3Fe(CN)6溶液，若无蓝色沉淀生成，则证明Fe2+已完全被氧化。