Question

铁及其化合物在生产生活中有广泛应用。

(1)可用作净水剂，也可用于无线电印刷电路做蚀刻剂。某化学兴趣小组利用如图所示装置向的铁屑中通入生产无水。已知：固体呈黑棕色、易潮解、左右时升华。

回答下列问题

①写出用高锰酸钾和浓盐酸在装置中制备氯气的离子方程式_____。

②装置中加入的试剂是_____，装置中玻璃丝的作用是_____，中溶液的作用是_____。

③有同学认为气体通入装置前应除去其中含有的，改进措施为_____。

(2)一种新型高效净水剂(聚合氯化铁铝，广泛用于日常生活用水和工业污水的处理。某化工厂欲以工业生产废料(金属铁、铝及其氧化物)为原料制取，设计生产流程如下：

①实验室现需用的稀盐酸，欲用的浓盐酸配制，则所需浓盐酸体积为________。

②中显________价，在强酸性和强碱性溶液中均________稳定存在(填“能”或“不能”)。

③步骤Ⅱ中取样分析的目的是________。

A．测定溶液中与的含量比                          B．测定原料是否完全溶解

C．测定溶液中的含量，以确定加入的量      D．测定溶液中的含量

Answer

浓硫酸 防止堵塞导管 除去过量氯气，防止其污染空气 在装置A、B之间连接盛有饱和食盐水的洗气瓶 50mL +3 不能 C

【解析】

(1)根据题干信息可知实验目的为制备无水FeCl3，装置A为制备Cl2的装置，装置B为气体的干燥装置，C装置为Cl2和铁屑在500-600℃时反应生成FeCl3，D装置中的浓硫酸可吸收水蒸气，防止E中的水蒸气进入C装置中，E为尾气处理装置，据此分析解答；

(2)结合溶液稀释的规律进行相关计算，根据生产流程分析可知，工业生产废料加入过量的盐酸溶解后生成Fe2+、Fe3+和Al3+，取样分析后加入NaClO3将Fe2+氧化为Fe3+，加入HCl(或NaOH)调节pH水解聚合得到PAFC，据此分析解答。

(1)①装置A用高锰酸钾和浓盐酸制备氯气时，HCl被氧化为Cl2，高锰酸钾被还原为MnCl2，反应的离子方程式为，故答案为：；

②装置B为气体的干燥装置，Cl2为酸性气体，可用浓硫酸干燥，由于FeCl3在100℃左右时升华，则装置C中玻璃丝的作用为防止堵塞导管，E为尾气处理装置，NaOH可吸收过量的Cl2，防止其污染空气，故答案为：浓硫酸；防止堵塞导管；除去过量氯气，防止其污染空气；

③浓盐酸易挥发，生成的Cl2中混有挥发的HCl气体，热铁屑与HCl反应会生成无水FeCl2，使得制备的无水FeCl3不纯，因此可在装置A、B之间连接盛有饱和食盐水的洗气瓶，除去Cl2中含有的HCl气体，故答案为：装置A、B之间连接盛有饱和食盐水的洗气瓶；

(2)①根据公式c稀×V稀=c浓×V浓可得，c稀HCl×V稀HCl=c浓HCl×V浓HCl，由于实验室中没有200mL的容量瓶，因此选用250mL的容量瓶配制2mol/L的稀盐酸，则，故答案为：50mL；

②由上述分析可知，NaClO3将Fe2+氧化为Fe3+，加入HCl(或NaOH)调节pH水解聚合得到PAFC，因此PAFC中Fe显+3价，PAFC在强酸性或强碱性溶液中均不能稳定存在，故答案为：+3；不能；

③在氧化之前，可测定溶液中Fe2+的含量，以确定加入NaClO3的量，C选项符合题意，故答案为：C。