Question

9．Fe元素是地壳中最丰富的元素之一，在金属中仅次于铝，铁及其化合物在生活、生产中有广泛应用．请回答下列问题：
（1）磁铁矿是工业上冶炼铁的原料之一，其原理是Fe₃O₄+4CO$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$3Fe+4CO₂，若有1mol Fe₃O₄参加反应，转移电子的物质的量是8mol．Fe₃O₄与氢碘酸（HI）反应的化学方程式为：Fe₃O₄+8HI=3FeI₂+I₂+4H₂O．
（2）与明矾相似，硫酸铁也可用作净水剂，在使用时发现硫酸铁并不能使酸性废水中的悬浮物沉降除去，其原因是因酸性废液中，将会Fe³⁺抑制的水解，无法得到Fe（OH）₃胶体，故不能够吸附悬浮物．
（3）某课外活动小组将如图所示装置按一定顺序连接，在实验室里制取一定量的FeCl₃（所通气体过量并充分反应）．

请回答下列问题：
①各装置的正确连接顺序为（填写装置代）A→E→C→B→D．
②装置C的作用是干燥Cl₂．
③反应开始后，B中硬质玻璃管内的现象为产生红棕色的烟  可以检验生成物中含有Fe³⁺的试剂是硫氰酸钾（填写试剂名称）．

Answer 1

分析 （1）根据Fe₃O₄+4CO$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$3Fe+4CO₂可知，1molFe₃0₄参加反应，Fe原子得电子，而C原子失去电子，4molCO作还原剂，化合价从+2价升到+4价，所以每摩尔Fe₃O₄被还原有8mol电子转移；Fe₃O₄与氢碘酸（HI）会发生氧化还原反应，溶液中有亚铁离子和碘单质生成，据此书写化学方程式；
（2）硫酸铁水解生成氢氧化铁胶体和氢离子，当在酸性溶液中，铁离子的水解被抑制，据此答题；
（3）①制备氯气中含有氯化氢和水蒸气，除去氯化氢气体用饱和食盐水，除去水蒸气用浓硫酸，应先除氯化氢，后干燥，最后尾气处理；
②浓硫酸作干燥剂；
③B中硬质玻璃管内氯气与铁反应生成氯化铁；用KSCN溶液检验Fe³⁺，滴加KSCN溶液，溶液变成血红色，说明含有Fe³⁺．

解答 解：（1）根据Fe₃O₄+4CO$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$3Fe+4CO₂可知，1molFe₃0₄参加反应，Fe原子得电子，而C原子失去电子，4molCO作还原剂，化合价从+2价升到+4价，所以每摩尔Fe₃O₄被还原有8mol电子转移，Fe₃O₄与氢碘酸（HI）会发生氧化还原反应，溶液中有亚铁离子和碘单质生成，反应方程式为Fe₃O₄+8HI=3FeI₂+I₂+4H₂O，
故答案为：8；Fe₃O₄+8HI=3FeI₂+I₂+4H₂O；
（2）因Fe³⁺水解生成氢氧化铁胶体，能够净化水，但在酸性条件下抑制了水解，使水解平衡逆向移动，无法得到Fe（OH）₃胶体，故不能够吸附悬浮物，
故答案为：因酸性废液中，将会Fe³⁺抑制的水解，无法得到Fe（OH）₃胶体，故不能够吸附悬浮物；
（3）①制备氯气中含有氯化氢和水蒸气，除去氯化氢气体用饱和食盐水，除去水蒸气用浓硫酸，应先除氯化氢，后干燥，最后吸收尾气中未反应的氯气，防止污染空气，所以装置顺序为A→E→C→B→D；
故答案为：E→C→B；
②如果进入B的气体不干燥，FeCl₃容易水解，装置C的作用是干燥Cl₂，防止FeCl₃的水解；
故答案为：干燥Cl₂；
③B中硬质玻璃管内氯气与铁反应生成氯化铁，B中因生成有FeCl₃而出现红棕色的烟；用KSCN溶液检验Fe³⁺，滴加KSCN溶液，溶液变成血红色，说明含有Fe³⁺；
故答案为：产生红棕色的烟；硫氰酸钾．

点评 本题考查氧化还原反应、水解、三氯化铁的制备，涉及装置的连接、气体的干燥、反应现象的判断、物质的检验等，考查学生对实验原理、实验装置的理解、物质的制备与性质，难度中等．