Question

FeCl3在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用廣泛。某化學(xué)研究性學(xué)習(xí)小組模擬工業(yè)流程制備無(wú)水FeCl3，再用副產(chǎn)品FeCl3溶液吸收有毒的H2S。

Ⅰ.經(jīng)查閱資料得知：無(wú)水FeCl3在空氣中易潮解，加熱易升華。他們?cè)O(shè)計(jì)了制備無(wú)水FeCl3的實(shí)驗(yàn)方案，裝置示意圖(加熱及夾持裝置略去)及操作步驟如下：

①檢驗(yàn)裝置的氣密性；

②通入干燥的Cl2，趕盡裝置中的空氣；

③用酒精燈在鐵屑下方加熱至反應(yīng)完成；

④……

⑤體系冷卻后，停止通入Cl2，并用干燥的N2趕盡Cl2，將收集器密封。

請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

(1)裝置A中反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)___________________________________________________________。

(2)第③步加熱后，生成的煙狀FeCl3大部分進(jìn)入收集器，少量沉積在反應(yīng)管A右端。要使沉積的FeCl3進(jìn)入收集器，第④步操作是____________________________________________________________。

(3)操作步驟中，為防止FeCl3潮解所采取的措施有(填步驟序號(hào))____________。

(4)裝置B中冷水浴的作用為_(kāi)___________________________________________________________；

裝置C的名稱為_(kāi)_______；裝置D中FeCl2全部反應(yīng)后，因失去吸收Cl2的作用而失效，寫(xiě)出檢驗(yàn)FeCl2是否失效的試劑：____________________________________________________________。

(5)在虛線框中畫(huà)出尾氣吸收裝置E并注明試劑。

Ⅱ.該組同學(xué)用裝置D中的副產(chǎn)品FeCl3溶液吸收H2S，得到單質(zhì)硫；過(guò)濾后，再以石墨為電極，在一定條件下電解濾液。

(6)FeCl3與H2S反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)___________________________。

(7)電解池中H＋在陰極放電產(chǎn)生H2，陽(yáng)極的電極反應(yīng)式為_(kāi)___________________________。

(8)綜合分析實(shí)驗(yàn)Ⅱ的兩個(gè)反應(yīng)，可知該實(shí)驗(yàn)有兩個(gè)顯著優(yōu)點(diǎn)：

①H2S的原子利用率為100%；

②____________________________________________________________。

Answer 1

解析　(1)裝置A中Fe在加熱條件下與Cl2反應(yīng)生成FeCl3：2Fe＋3Cl22FeCl3。

(2)根據(jù)題目信息可知，加熱時(shí)FeCl3固體易升華，所以沉積在裝置A右端的FeCl3經(jīng)加熱使其變?yōu)闅怏w而進(jìn)入收集器。

(3)要防止FeCl3潮解，則裝置中不能存在水蒸氣，從實(shí)驗(yàn)步驟表述中分析，②⑤都涉及“干燥”，其目的都是防止FeCl3潮解。

 (4)進(jìn)入收集器的FeCl3為氣體，經(jīng)裝置B中的冷水冷卻后而沉積下來(lái)，便于收集產(chǎn)品。Fe2＋的檢驗(yàn)可用K3[Fe(CN)6]溶液，F(xiàn)e2＋與K3[Fe(CN)6]溶液反應(yīng)生成藍(lán)色沉淀。

(5)由于尾氣中含有未反應(yīng)的有毒氣體氯氣，可用盛有NaOH溶液的裝置吸收，并將導(dǎo)管插入液面下。

(6)Fe3＋具有氧化性，H2S具有還原性，二者發(fā)生氧化還原反應(yīng)：2Fe3＋＋H2S===2Fe2＋＋S↓＋2H＋。

(7)FeCl3與H2S反應(yīng)后的溶液中，主要存在Fe2＋、H＋和Cl－。電解時(shí)，H＋在陰極得到電子生成H2，由于還原性Fe2＋>Cl－，所以Fe2＋在陽(yáng)極失去電子生成Fe3＋：Fe2＋－e－===Fe3＋。

(8)FeCl3與H2S反應(yīng)后的溶液經(jīng)電解后又生成FeCl3，F(xiàn)eCl3得到循環(huán)利用。

答案　(1)2Fe＋3Cl22FeCl3　(2)在沉積的FeCl3固體下方加熱　(3)②⑤　(4)冷卻，使FeCl3沉積，便于收集產(chǎn)品　干燥管　K3[Fe(CN)6]溶液

(5)

 (6)2Fe3＋＋H2S===2Fe2＋＋S↓＋2H＋

(7)Fe2＋－e－===Fe3＋　(8)FeCl3得到循環(huán)利用