Question

【題目】某化學研究性學習小組模擬工業生產流程制備無水氯化鐵并對產物做如下探究實驗。

已知：①無水氯化鐵在空氣中易潮解，加熱易升華；

②工業上，向500~600 ℃的鐵屑中通人氯氣可生產無水氯化鐵；

③向熾熱的鐵屑中通入氯化氫可以生產無水氯化亞鐵和氫氣，

(1)儀器N的名稱是____________， N中盛有濃鹽酸，燒瓶M中的固體試劑___________(填化學式)。

(2)裝置的連接順序為_______→ → → → → → →d→e→f。(用小寫字母表示，部分裝置可以重復使用）

(3)若缺少裝置E，則對本實驗造成的影響是___________________________。

(4)已知硫代硫酸鈉(Na2S2O3)溶液在工業上可作脫氯劑，反應后Na2S2O3被氧化為Na2SO4，則裝置D中 發生反應的離子方稱式為_________________________。

(5)實驗結束并冷卻后，將硬質玻璃管及收集器中的物質 一并快速轉移至錐形瓶中，加入過量的稀鹽酸和少許植物油(反應過程中不振蕩)，充分反應后，進行如下實驗：

①淡紅色溶液中加入過量H2O2溶液后，溶液紅色加深的原因是__________________(用離子方程式表示)。

②已知紅色褪去的同時有氣體生成，經檢驗氣體為O2。該小組對紅色褪去的原因進行探究。

由實驗Ⅰ和Ⅱ可得出的結論為____________________。

Answer 1

【答案】⑴分液漏斗 KMnO4（或KClO3）

⑵a，g，h，d，e，b，c

⑶HCl和Fe反應生成的H2與Cl2混合受熱發生爆炸，且有雜質氯化亞鐵生成

⑷S2O32-+4Cl2+5H2O＝2SO42-+8Cl-+10H+（或S2O32-+4Cl2+10OH-＝2SO42-+8Cl-+5H2O）

⑸①2Fe2++2H++H2O2＝2Fe3++2H2O[寫作2Fe2++2H++H2O2+6SCN-＝2Fe(SCN)2+2H2O也給分] ②H2O2將SCN-氧化成SO42-

【解析】從題中所給裝置來分析，要制備氯化鐵得先制備氯氣，氯氣經凈化除去氯化氫和水蒸氣后再與鐵在加熱條件下反應即可制得氯化鐵氣體，冷凝得氯化鐵產品，尾氣中有剩余的氯氣，要進行尾氣吸收處理。

(1). 儀器N的名稱是分液漏斗， N中盛有濃鹽酸，由于沒有酒精燈加熱，燒瓶M中的固體試劑必須是常溫下能把濃鹽酸氧化為氯氣的強氧化劑，可以是KMnO4（或KClO3）。

(2). A是氯氣發生裝置，E是用于除去氯氣中的雜質HCl的洗氣裝置，C要使用兩次，一是用于干燥氯氣，二是放于B之后防止氯化鐵遇水蒸氣發生潮解，B是制備氯化鐵的裝置，D是尾氣吸收裝置，所以 裝置的連接順序為a→g→h→ d→ e→b→c→d→e→f。

(3). 若缺少裝置E，則氯氣中的雜質HCl無法除去，由題中信息③可知，向熾熱的鐵屑中通入氯化氫可以生成雜質無水氯化亞鐵，同時生成的H2與Cl2混合受熱還有發生爆炸的可能。

(4). 已知硫代硫酸鈉(Na2S2O3)溶液在工業上可作脫氯劑，反應后Na2S2O3被氧化為Na2SO4，由此可知氯氣將被還原為氯離子，則裝置D中

發生反應的離子方稱式為S2O32-+4Cl2+5H2O＝2SO42-+8Cl-+10H+（或S2O32-+4Cl2+10OH-＝2SO42-+8Cl-+5H2O）。

(5).①淡紅色溶液中加入過量H2O2溶液后，溶液紅色加深的原因是在酸性條件下亞鐵離子被雙氧水氧化為鐵離子，鐵離子再與硫氰根生成血紅色的配合物，這個過程用離子方程式表示為2Fe2++2H++H2O2＝2Fe3++2H2O或寫成2Fe2++2H++H2O2+6SCN-＝2Fe(SCN)2+2H2O。

(6). ②已知紅色褪去的同時有氣體生成，經檢驗氣體為O2。該小組對紅色褪去的原因進行探究。

由實驗Ⅰ可知，向第1份溶液中加入氯化鐵溶液后無明顯變化，說明溶液中無SCN-；向第2份溶液中加KSCN溶液后出現紅色，說明溶液中有Fe3+；向第3份溶液中滴加鹽酸和氯化鋇溶液后產生白色沉淀，說明溶液中有SO42-，綜合3個實驗可得，溶液褪色的原因是SCN-氧化成SO42-。由實驗Ⅱ可知，氧氣不能將氧化SCN-，由此推理，只能是H2O2將SCN-氧化成SO42-。所以由實驗Ⅰ和Ⅱ可得出的結論溶液褪色的原因是H2O2將SCN-氧化成SO42-。