Question

9．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．
【查閱資料】經(jīng)查閱資料得知：無(wú)水FeCl₃在空氣中易潮解，加熱易升華．
【設(shè)計(jì)方案】學(xué)習(xí)小組設(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）Fe元素的原子結(jié)構(gòu)示意圖為．FeCl₃是共價(jià)化合物（填“離子”或“共價(jià)”）．
（2）裝置A中反應(yīng)的化學(xué)方程式為2Fe+3Cl₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2FeCl₃．
（3）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步操作是在沉積的FeCl₃固體下方加熱．
（4）操作步驟中，為防止FeCl₃潮解所采取的措施有（填步驟序號(hào)）②⑤．
（5）裝置B中冷水浴的作用為冷卻使FeCl₃沉積，便于收集產(chǎn)品；裝置C的名稱為干燥管；裝置D中FeCl₂全部反應(yīng)后，因失去吸收Cl₂的作用而失效，寫出檢驗(yàn)FeCl₂是否失效的試劑K₃[Fe（CN）₆]是配位化合物，其配位數(shù)為6，配體為CN^?．
（6）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；FeCl₃與H₂S反應(yīng)的離子方程式為2Fe³⁺+H₂S═2Fe²⁺+S↓+2H⁺．

Answer 1

分析 裝置A中鐵與氯氣反應(yīng)，反應(yīng)為：2Fe+3Cl₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2FeCl₃，B中的冷水作用為是冷卻FeCl₃使其沉積，便于收集產(chǎn)品；為防止外界空氣中的水蒸氣進(jìn)入裝置使FeCl₃潮解，所以用裝置C無(wú)水氯化鈣來(lái)吸水，裝置D中用FeCl₂吸收Cl₂時(shí)的反應(yīng)離子方程式2Fe²⁺+Cl₂═2Fe³⁺+2Cl^-，用裝置D中的副產(chǎn)品FeCl₃溶液吸收H₂S，離子方程式為：2Fe³⁺+H₂S=2Fe²⁺+S↓+2H⁺，用氫氧化鈉溶液吸收的是氯氣，不用考慮防倒吸，所以裝置E為氫氧化鈉溶液吸收氯氣．
（1）依據(jù)鐵原子核內(nèi)有26個(gè)質(zhì)子，核外有4個(gè)電子層，從內(nèi)到外依次容納2，8，14，2個(gè)電子，據(jù)此書(shū)寫原子結(jié)構(gòu)示意圖；一般的，電負(fù)性差值超過(guò)1.7，為離子化合物，否則為共價(jià)化合物；
（2）裝置A中鐵與氯氣反應(yīng)生成氯化鐵；
（3）要使沉積的FeCl₃進(jìn)入收集器，根據(jù)FeCl₃加熱易升華的性質(zhì)；
（4）防止FeCl₃潮解，不與水蒸氣接觸；
（5）B中的冷水作用為是冷卻FeCl₃使其沉積，便于收集產(chǎn)品；裝置C的名稱為干燥管；Fe[（CN）₆]^3-中CN^-為配離子，則配離子的配位數(shù)是6；
（6）三價(jià)鐵具有氧化性，硫化氫具有還原性，二者之間發(fā)生氧化還原反應(yīng)．

解答 解：（1）鐵原子核內(nèi)有26個(gè)質(zhì)子，核外有4個(gè)電子層，從內(nèi)到外依次容納2，8，14，2個(gè)電子，原子結(jié)構(gòu)示意圖：；氯元素的電負(fù)性為3.16，鐵元素為1.83，相差1.33．規(guī)定：一般的，電負(fù)性差值超過(guò)1.7，為離子化合物，否則為共價(jià)化合物． 因此，F(xiàn)eCl₃是：共價(jià)化合物；
故答案為：；共價(jià)；
（2）鐵與氯氣反應(yīng)生成氯化鐵，化學(xué)方程式：2Fe+3Cl₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2FeCl₃；
（3）第③步加熱后，生成的煙狀FeCl₃大部分進(jìn)入收集器，第④步操作是對(duì)FeCl₃加熱發(fā)生升華使沉積的FeCl₃進(jìn)入收集器，
故答案為：在沉積的FeCl₃固體下方加熱；
（4）為防止FeCl₃潮解所采取的措施有②通入干燥的Cl₂⑤用干燥的N₂趕盡Cl₂，
故選：②⑤；
（5）B中的冷水作用為是冷卻FeCl₃使其沉積，便于收集產(chǎn)品，裝置C的名稱為干燥管；Fe[（CN）₆]^3-中CN^-為配離子，則配離子的配位數(shù)是6；
故答案為：冷卻，使FeCl₃沉積，便于收集產(chǎn)品；干燥管；6；CN^-；
（6）三價(jià)鐵具有氧化性，硫化氫具有還原性，二者之間發(fā)生氧化還原反應(yīng)：2FeCl₃+3H₂S=2FeCl₂+6HCl+3S↓，離子方程式為：2Fe³⁺+H₂S=2Fe²⁺+S↓+2H⁺，
故答案為：2Fe³⁺+H₂S=2Fe²⁺+S↓+2H⁺．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了制備無(wú)水FeCl₃實(shí)驗(yàn)操作和實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，題目難度中等，側(cè)重考查鐵、氯、硫及其化合物的性質(zhì)應(yīng)用、實(shí)驗(yàn)基本操作的分析判斷、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的推斷和應(yīng)用，試題綜合性較強(qiáng)，有利于培養(yǎng)學(xué)生靈活應(yīng)用基礎(chǔ)知識(shí)的能力．