Question

FeCl₃在现代工业生产中应用广泛。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。

Ⅰ.经查阅资料得知：无水FeCl₃在空气中易潮解，加热易升华。他们设计了制备无水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)装置A中反应的化学方程式为________________________ ________________________________________________。

(2)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__________________________。

(3)操作步骤中，为防止FeCl₃潮解所采取的措施有(填步骤序号)________。

(4)装置B中冷水浴的作用为____________________________ __________________；装置C的名称为________；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：________________________________________________________________________。

(5)在虚线框中画出尾气吸收装置E并注明试剂。

Ⅱ.该组同学用装置D中的副产品FeCl₃溶液吸收H₂S，得到单质硫；过滤后，再以石墨为电极，在一定条件下电解滤液。

(6)FeCl₃与H₂S反应的离子方程式为________________________________________________________________________。

(7)电解池中H^＋在阴极放电产生H₂，阳极的电极反应式为________________________________________________________________________。

(8)综合分析实验Ⅱ的两个反应，可知该实验有两个显著优点：

①H₂S的原子利用率为100%；

②_________________________________________________________。

Answer 1

解析　(2)FeCl₃受热易升华，因此在沉积的FeCl₃固体下方加热即可。(3)防止FeCl₃潮解主要是防止其与水接触，步骤②中通入的是干燥的Cl₂，并把空气赶出装置；步骤⑤中用的是干燥的N₂，并把收集器密封。(4)装置B中的冷水浴显然是为了使升华的氯化铁冷却为固体，便于收集；检验FeCl₂是否失效，就是检验溶液中是否含有Fe^2＋，可使用K₃溶液，若生成蓝色沉淀则说明含有Fe^2＋，即未失效。(5)一般用氢氧化钠溶液吸收多余的氯气，并将导管插入液面下。(6)FeCl₃具有氧化性，H₂S具有还原性，二者发生氧化还原反应。(7)电解池中含有HCl和FeCl₂。由于阳极发生氧化反应且还原性：Fe^2＋>Cl^－，所以是Fe^2＋在阳极放电，生成Fe^3＋。(8)实验Ⅱ中，FeCl₃吸收H₂S变为FeCl₂，再经过电解重新得到FeCl₃，FeCl₃可以循环使用。

答案　(1)2Fe＋3Cl₂===2FeCl₃

(2)在沉积的FeCl₃固体下方加热

(3)②⑤

(4)冷却，使FeCl₃沉积，便于收集产品　干燥管　

K₃溶液

(5)

(6)2Fe^3＋＋H₂S===2Fe^2＋＋S↓＋2H^＋

(7)Fe^2＋－e^－===Fe^3＋

(8)FeCl₃得到循环利用