Question

2．甲同学进行了FeCl₂溶液的配制、浓度的测定以及Fe²⁺还原性的实验，并针对异常现象进行探究．
步骤一：制取FeCl₂    甲同学准备用两种方案制取．
方案1：按如图装置用H₂还原无水FeCl₃制取．

E中盛放的试剂是碱石灰；D中反应的化学方程式为H₂+2FeCl₃=2FeCl₂+2HCl．此方案有个明显的缺陷是没有处理尾气H₂．
方案2：由0.1mol•L^-1 FeCl₃溶液制取FeCl₂溶液，你认为其操作应该是向0.1mol•L^-1FeCl₃溶液中加足量铁粉振荡，静置后取上层清液．
步骤二：测定方案2所配FeCl₂溶液的物质的量浓度．用重铬酸钾法（一种氧化还原滴定法）可达到目的．若需配制浓度为0.01000mol•L^-1的K₂Cr₂O₇标准溶液480mL，实验中用到的玻璃仪器有量筒、玻璃棒、烧杯，还缺少500mL容量瓶、胶头滴管，
本实验滴定过程中操作滴定管的图示正确的是A（填编号）．

下列错误的操作使测定的FeCl₂溶液浓度偏小的是A
A．若在配制K₂Cr₂O₇标准溶液定容时采取俯视姿势
B．若滴定操作中，如果滴定前装有K₂Cr₂O₇标准溶液的滴定管尖嘴部分有气泡，而滴定结束后气泡消失．
C．锥形瓶洗净后未干燥
步骤三：向2mL FeCl₂溶液中滴加2滴0.1mol•L^-1KSCN溶液，无现象；再滴加5滴5% H₂O₂溶液（物质的量浓度约为1.5mol•L^-1、pH约为5），观察到溶液变红，大约10秒左右红色褪去，有气体生成（经检验为O₂）．
甲同学探究“步骤三”中溶液褪色的原因：
实验I．取褪色后溶液两份，一份滴加FeCl₃溶液无现象；另一份滴加KSCN溶液出现红色；
实验II．取褪色后溶液，滴加盐酸和BaCl₂溶液，产生白色沉淀，并测得生成了两种可直接排放到空气中的气体．
实验III．向2mL 0.1mol•L^-1 FeCl₃溶液中滴加2滴0.1mol•L^-1KSCN溶液，变红，通入O₂，无明显变化．
①实验I说明溶液红色褪去是因为SCN^-发生了反应而不是Fe³⁺发生反应．
②实验III的目的是排除H₂O₂分解产生的O₂氧化SCN^-的可能．
得出结论：溶液褪色的原因是酸性条件下H₂O₂将SCN^-氧化成SO₄^2-和相关气体．写出该反应的离子方程式2SCN^-+11H₂O₂═2SO₄^2-+2H⁺+2CO₂↑+N₂↑+10H₂O．

Answer 1

分析 步骤一：方案1：按如图中装置可知，用H₂还原无水FeCl₃制取无水FeCl₂，A装置一般用锌和稀盐酸制备H₂，B装置用来除去氢气中的氯化氢，C装置用来干燥氢气，可以装置碱石灰，E装置中也要装置碱石灰，吸收氯化氢气体同时防止空气中的水份进入D装置，D装置中用氢气与氯化铁生成氯化亚铁；
方案2：由FeCl₃溶液制取FeCl₂溶液，可以在氯化铁溶液中加入足量铁粉；
步骤二：根据配制一定物质的量浓度溶液的操作步骤可知，配制溶液是需要500 mL容量瓶、胶头滴管、量筒、玻璃棒、烧杯等，在操作滴定管时应用左手握住活塞，手指在另上侧拧开活塞，根据氧化还原滴定原理可以进行误差分析；
步骤三：根据实验步骤可知，实验III的目的是排除H₂O₂分解产生的O₂氧化SCN^-的可能，在酸性条件下H₂O₂将SCN^-氧化成SO₄^2-和氮气，同时有二氧化碳生成，据此书写离子方程式；

解答 解：步骤一：方案1：按如图中装置可知，用H₂还原无水FeCl₃制取无水FeCl₂，A装置一般用锌和稀盐酸制备H₂，B装置用来除去氢气中的氯化氢，C装置用来干燥氢气，可以装置碱石灰，E装置中也要装置碱石灰，吸收氯化氢气体同时防止空气中的水份进入D装置，D装置中用氢气与氯化铁生成氯化亚铁，所以E中盛放的试剂是碱石灰，D中反应的化学方程式为 H₂+2FeCl₃=2FeCl₂+2HCl，根据装置图可知，此方案有个明显的缺陷是没有处理尾气H₂，
故答案为：碱石灰；H₂+2FeCl₃=2FeCl₂+2HCl；没有处理尾气H₂；
方案2：由FeCl₃溶液制取FeCl₂溶液，可以在氯化铁溶液中加入足量铁粉，其操作为向0.1 mol•L^-1 FeCl₃溶液中加足量铁粉振荡，静置后取上层清液，
故答案为：向0.1 mol•L^-1 FeCl₃溶液中加足量铁粉振荡，静置后取上层清液；
步骤二：根据配制一定物质的量浓度溶液的操作步骤可知，配制溶液是需要500 mL容量瓶、胶头滴管、量筒、玻璃棒、烧杯等，在操作滴定管时应用左手握住活塞，手指在另上侧拧开活塞，故选  A，
在氧化还原滴定中：
A．若在配制K₂Cr₂O₇标准溶液定容时采取俯视姿势，会使标准液的浓度偏高，导致消耗的标准液的体积偏小，会使测定的FeCl₂溶液浓度偏小，故A正确；
B．若滴定操作中，如果滴定前装有K₂Cr₂O₇标准溶液的滴定管尖嘴部分有气泡，而滴定结束后气泡消失，使标准液的体积偏大，会使测定的FeCl₂溶液浓度偏大，故B错误；
C．锥形瓶洗净后未干燥，对实验没有影响，故选A；
故答案为：500 mL容量瓶、胶头滴管；A； A；
步骤三：根据实验步骤可知，实验III的目的是排除H₂O₂分解产生的O₂氧化SCN^-的可能，在酸性条件下H₂O₂将SCN^-氧化成SO₄^2-和氮气，同时有二氧化碳生成，反应的离子方程式为2SCN^-+11H₂O₂═2SO₄^2-+2H⁺+2 CO₂↑+N₂↑+10 H₂O，
故答案为：排除H₂O₂分解产生的O₂氧化SCN^-的可能；2SCN^-+11H₂O₂═2SO₄^2-+2H⁺+2 CO₂↑+N₂↑+10 H₂O．

点评 本题亚铁离子和铁离子的有关性质以及之间的转化、实验过程分析及实验基本操作，主要是物质性质和离子检验的理解应用，题目难度中等．