Question

1．FeCl₃在现代工业生产中应用广泛．经查阅资料得知：无水FeCl₃在空气中易潮解，加热易升华．工业上，向500-600℃的铁屑中通入氯气可生产无水氯化铁；向炽热铁屑中通入氯化氢可以生产无水氯化亚铁．某化学研究性学习小组模拟工业生产流程制备无水FeCl₃并对产物做了如下探究实验，请回答下列问题：
（1）装置的连接顺序为a、g、h、d、e、b、c、f（用a、b、c…h表示）．

（2）i．A中装置气密性检验方法把导气管a的一端浸入盛水容器中，用酒精灯轻微加热．若导气管口有气泡冒出，停止加热，在导管内形成一段水柱，则不漏气．
ii．D中碱石灰的作用是吸收没有反应完的氯气，以防污染空气，同时吸收空气中的水蒸气，防止生成的FeCl₃潮解．
（3）反应结束后，生成的烟状FeCl₃大部分进入收集器，少量沉积在反应管B中硬质玻璃管的右端．要使沉积得FeCl₃进入收集器，需进行的操作是在沉积的FeCl₃固体下方加热．
（4）反应一段时间后熄灭酒精灯，冷却后将硬质玻璃管及收集器中的物质一并快速转移至锥形瓶中，加入过量的稀盐酸和少许植物油（反应过程中不振荡），充分反应后，进行如下实验：
固体混合物$\stackrel{过量稀盐酸}{→}$淡黄色溶液$\stackrel{试剂X}{→}$淡红色溶液$\stackrel{过量H_{2}O_{2}溶液}{→}$深红色色溶液$\stackrel{静置一段时间}{→}$红色褪去
（5）已知红色褪去的同时有气体生成，经检验为O₂．该小组同学对红色褪去的原因进行探究．
①取褪色后溶液三份，第一份滴加FeCl₃溶液无明显变化；第二份滴加试剂X，溶液出现红
色；第三份滴加稀盐酸和BaCl₂溶液，产生白色沉淀．
②另取同物质的量浓度的 FeCl₃溶液滴加2滴试剂X，溶液变红，再通入O₂，无明显变化．
实验①说明SCN^-发生了反应而不是Fe³⁺发生反应；
实验②的目的是排除H₂O₂分解产生的O₂氧化SCN^-的可能；
得出结论：H₂O₂将SCN^-氧化成SO₄^2-．

Answer 1

分析 生产无水氯化铁流程：A装置：制取氯气，实验室常用浓盐酸与二氧化锰加热制取MnO₂+4HCl（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O，制得的氯气中含有HCl和水蒸气，所以先通过E饱和食盐水除HCl，再通C浓硫酸除水蒸气，再通到装置B发生铁和氯气反应2Fe+3Cl₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2FeCl₃，最后通入装置D用碱石灰吸收没有反应完的氯气，以防污染空气，同时吸收空气中的水蒸气，防止生成的FeCl₃潮解，据此分析解答；
（1）根据排列顺序为气体的制取→洗气→干燥→氯气和铁的反应→尾气处理分析；
（2）i．根据检查装置的气密性的方法来解答该题；
ii．装置D用碱石灰吸收没有反应完的氯气，以防污染空气，同时吸收空气中的水蒸气，防止生成的FeCl₃潮解；
（3）要使沉积的FeCl₃进入收集器，根据FeCl₃加热易升华的性质；
（5）根据①滴加FeCl₃溶液无明显变化，说明SCN^-发生了反应而不是Fe³⁺发生反应，滴加稀HCl和BaCl₂溶液，产生白色沉淀，说明生成了硫酸根；
根据②另取同浓度的 FeCl₃溶液滴加2滴试剂X，溶液变红，再通入O₂，无明显变化，说明O₂不能氧化SCN^-．

解答 解：（1）浓硫酸具有吸水性能作氯气干燥剂、碱石灰具有碱性而吸收氯气、饱和食盐水吸收氯化氢而抑制氯气溶解，装置排列顺序为气体的制取→洗气→干燥→氯气和铁的反应→尾气处理，所以装置连接顺序为a→g→h→d→e→b→c→f，故答案为：a、g、h、d、e、b、c、f；
（2）i．根据检查装置的气密性的方法可以知道：把导气管a的一端浸入盛水容器中，用酒精灯轻微加热．若导气管口有气泡冒出，停止加热，在导管内形成一段水柱，则不漏气；故答案为：把导气管a的一端浸入盛水容器中，用酒精灯轻微加热．若导气管口有气泡冒出，停止加热，在导管内形成一段水柱，则不漏气；
ii．根据以上分析，装置D用碱石灰吸收没有反应完的氯气，以防污染空气，同时吸收空气中的水蒸气，防止生成的FeCl₃潮解，故答案为：吸收没有反应完的氯气，以防污染空气，同时吸收空气中的水蒸气，防止生成的FeCl₃潮解；
（3）反应结束后，生成的烟状FeCl₃大部分进入收集器，少量沉积在反应管B中硬质玻璃管的右端．要使沉积得FeCl₃进入收集器，需进行的操作是对FeCl₃加热发生升华使沉积的FeCl₃进入收集器，
故答案为：在沉积的FeCl₃固体下方加热；
（5）根据①滴加FeCl₃溶液无明显变化，说明SCN^-发生了反应而不是Fe³⁺发生反应，滴加稀HCl和BaCl₂溶液，产生白色沉淀，说明生成了硫酸根，所以实验①说明SCN^-发生了反应而不是Fe³⁺发生反应；
根据②另取同浓度的 FeCl₃溶液滴加2滴试剂X，溶液变红，再通入O₂，无明显变化，说明O₂不能氧化SCN^-，所以氧化SCN^-的为双氧水，则实验②的目的是排除H₂O₂分解产生的O₂氧化SCN^-的可能；
故答案为：SCN^-发生了反应而不是Fe³⁺发生反应；排除H₂O₂分解产生的O₂氧化SCN^-的可能；H₂O₂将SCN^-氧化成SO₄^2-．

点评 本题通过探究氯气与铁反应，考查了物质性质实验方案的设计方法，题目难度稍大，注意掌握氯气与铁反应的现象、反应原理，明确物质性质实验方案的设计原则，试题充分考查了学生的分析、理解能力及化学实验能力．