Question

9．某化学研究性学习小组模拟工业流程制备无水FeCl₃，再用副产品FeCl₃溶液吸收有毒的H₂S．
【查阅资料】经查阅资料得知：无水FeCl₃在空气中易潮解，加热易升华．
【设计方案】学习小组设计了制备无水FeCl₃的实验方案，装置示意图（加热及夹持装置略去）及操作步骤如下：

①检验装置的气密性；②通入干燥的Cl₂，赶尽装置中的空气；③用酒精灯在铁屑下方加热至反应完成；④…；⑤体系冷却后，停止通入Cl₂，并用干燥的N₂赶尽Cl₂，将收集器密封．
请回答下列问题：
（1）Fe元素的原子结构示意图为．FeCl₃是共价化合物（填“离子”或“共价”）．
（2）装置A中反应的化学方程式为2Fe+3Cl₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2FeCl₃．
（3）第③步加热后，生成的烟状FeCl₃大部分进入收集器，少量沉积在反应管A右端．要使沉积的FeCl₃进入收集器，第④步操作是在沉积的FeCl₃固体下方加热．
（4）操作步骤中，为防止FeCl₃潮解所采取的措施有（填步骤序号）②⑤．
（5）装置B中冷水浴的作用为冷却使FeCl₃沉积，便于收集产品；装置C的名称为干燥管；装置D中FeCl₂全部反应后，因失去吸收Cl₂的作用而失效，写出检验FeCl₂是否失效的试剂K₃[Fe（CN）₆]是配位化合物，其配位数为6，配体为CN^?．
（6）该组同学用装置D中的副产品FeCl₃溶液吸收H₂S，得到单质硫；FeCl₃与H₂S反应的离子方程式为2Fe³⁺+H₂S═2Fe²⁺+S↓+2H⁺．

Answer 1

分析 装置A中铁与氯气反应，反应为：2Fe+3Cl₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2FeCl₃，B中的冷水作用为是冷却FeCl₃使其沉积，便于收集产品；为防止外界空气中的水蒸气进入装置使FeCl₃潮解，所以用装置C无水氯化钙来吸水，装置D中用FeCl₂吸收Cl₂时的反应离子方程式2Fe²⁺+Cl₂═2Fe³⁺+2Cl^-，用装置D中的副产品FeCl₃溶液吸收H₂S，离子方程式为：2Fe³⁺+H₂S=2Fe²⁺+S↓+2H⁺，用氢氧化钠溶液吸收的是氯气，不用考虑防倒吸，所以装置E为氢氧化钠溶液吸收氯气．
（1）依据铁原子核内有26个质子，核外有4个电子层，从内到外依次容纳2，8，14，2个电子，据此书写原子结构示意图；一般的，电负性差值超过1.7，为离子化合物，否则为共价化合物；
（2）装置A中铁与氯气反应生成氯化铁；
（3）要使沉积的FeCl₃进入收集器，根据FeCl₃加热易升华的性质；
（4）防止FeCl₃潮解，不与水蒸气接触；
（5）B中的冷水作用为是冷却FeCl₃使其沉积，便于收集产品；装置C的名称为干燥管；Fe[（CN）₆]^3-中CN^-为配离子，则配离子的配位数是6；
（6）三价铁具有氧化性，硫化氢具有还原性，二者之间发生氧化还原反应．

解答 解：（1）铁原子核内有26个质子，核外有4个电子层，从内到外依次容纳2，8，14，2个电子，原子结构示意图：；氯元素的电负性为3.16，铁元素为1.83，相差1.33．规定：一般的，电负性差值超过1.7，为离子化合物，否则为共价化合物． 因此，FeCl₃是：共价化合物；
故答案为：；共价；
（2）铁与氯气反应生成氯化铁，化学方程式：2Fe+3Cl₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2FeCl₃；
（3）第③步加热后，生成的烟状FeCl₃大部分进入收集器，第④步操作是对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；
（4）为防止FeCl₃潮解所采取的措施有②通入干燥的Cl₂⑤用干燥的N₂赶尽Cl₂，
故选：②⑤；
（5）B中的冷水作用为是冷却FeCl₃使其沉积，便于收集产品，装置C的名称为干燥管；Fe[（CN）₆]^3-中CN^-为配离子，则配离子的配位数是6；
故答案为：冷却，使FeCl₃沉积，便于收集产品；干燥管；6；CN^-；
（6）三价铁具有氧化性，硫化氢具有还原性，二者之间发生氧化还原反应：2FeCl₃+3H₂S=2FeCl₂+6HCl+3S↓，离子方程式为：2Fe³⁺+H₂S=2Fe²⁺+S↓+2H⁺，
故答案为：2Fe³⁺+H₂S=2Fe²⁺+S↓+2H⁺．

点评 本题考查了制备无水FeCl₃实验操作和实验设计，题目难度中等，侧重考查铁、氯、硫及其化合物的性质应用、实验基本操作的分析判断、实验现象的推断和应用，试题综合性较强，有利于培养学生灵活应用基础知识的能力．