Question

FeCl₃在現代工業生產中應用廣泛。某化學研究性學習小組模擬工業流程制備無水FeCl₃，再用副產品FeCl₃溶液吸收有毒的H₂S。

Ⅰ.經查閱資料得知：無水FeCl₃在空氣中易潮解，加熱易升華。他們設計了制備無水FeCl₃的實驗方案，裝置示意圖(加熱及夾持裝置略去)及操作步驟如下：
①檢驗裝置的氣密性；
②通入干燥的Cl₂，趕盡裝置中的空氣；
③用酒精燈在鐵屑下方加熱至反應完成；
④……
⑤體系冷卻后，停止通入Cl₂，并用干燥的N₂趕盡Cl₂，將收集器密封。
請回答下列問題：
(1)裝置A中反應的化學方程式為______________。
(2)第③步加熱后，生成的煙狀FeCl₃大部分進入收集器，少量沉積在反應管A右端。要使沉積的FeCl₃進入收集器，第④步操作是________。
(3)操作步驟中，為防止FeCl₃潮解所采取的措施有(填步驟序號)________。
(4)裝置B中冷水浴的作用為________；裝置C的名稱為________；裝置D中FeCl₂全部反應后，因失去吸收Cl₂的作用而失效，寫出檢驗FeCl₂是否失效的試劑：________。
(5)在虛線框中畫出尾氣吸收裝置E并注明試劑。
Ⅱ.該組同學用裝置D中的副產品FeCl₃溶液吸收H₂S，得到單質硫；過濾后，再以石墨為電極，在一定條件下電解濾液。
(6)FeCl₃與H₂S反應的離子方程式為________________。
(7)電解池中H^＋在陰極放電產生H₂，陽極的電極反應式為____________________。
(8)綜合分析實驗Ⅱ的兩個反應，可知該實驗有兩個顯著優點：
①H₂S的原子利用率為100%；②________________。

Answer 1

(1)2Fe＋3Cl₂2FeCl₃
(2)在沉積的FeCl₃固體下方加熱
(3)②⑤
(4)冷卻，使FeCl₃沉積，便于收集產品　干燥管
K₃[Fe(CN)₆]溶液
(5)

(6)2Fe^3＋＋H₂S=2Fe^2＋＋S↓＋2H^＋
(7)Fe^2＋－e^－=Fe^3＋
(8)FeCl₃得到循環利用

根據FeCl₃的性質及物質制備的相關知識解答。
(1)Cl₂和Fe的反應為3Cl₂＋2Fe2FeCl₃。(2)根據FeCl₃加熱易升華的性質，可以對反應管中沉積FeCl₃的部位加熱，使其升華。(3)為了防止FeCl₃潮解，②趕盡裝置中的空氣，防止水蒸氣存在；⑤冷卻時要在Cl₂中冷卻，并用干燥的N₂趕盡Cl₂。(4)裝置B中冷水浴的作用是將FeCl₃蒸氣冷卻為FeCl₃固體。裝置C為干燥管。檢驗

FeCl₂是否失效就是檢驗D中是否存在Fe^2＋，可以用K₃[Fe(CN)₆]溶液檢驗，現象：若存在Fe^2＋，溶液中有藍色沉淀生成。(5)Cl₂是有毒氣體，可以用堿液吸收，如右圖所示。(6)H₂S與FeCl₃發生氧化還原反應：2Fe^3＋＋H₂S=2Fe^2＋＋S↓＋2H^＋。(7)因為陽極材料為石墨，故陽極是溶液中的Fe^2＋放電：Fe^2＋－e^－=Fe^3＋。(8)實驗Ⅱ的顯著優點是①H₂S的利用率高，②FeCl₃可以循環利用。
點撥：知識：物質的制備、尾氣的處理、離子的檢驗等化學實驗知識，離子方程式和電極反應式的書寫。能力：著重考查學生分析、解決問題的能力。試題難度：中等。