Question

15．某化學興趣小組利用細廢鐵屑制取FeCl₃•6H₂O晶體．主要步驟如下：
①洗凈后的廢鐵屑放在燒杯內，用過量的工業(yè)鹽酸浸泡至不再產生氣泡，過濾．
②按下圖組裝儀器，并檢查裝置的氣密性，將①得到的濾液放入試劑瓶B中．

③在石墨電極X、Y上連接直流電源，通電，待FeCl₂全部被氧化后，斷開電源．
④試劑瓶B中的溶液經過一系列操作，可得FeCl₃•6H₂O晶體．
請回答下列問題：
（1）A中的Y極應連接電源的正極，與X極相連的電解池電極反應式為2H⁺+2e^-=H₂↑B中發(fā)生反應的化學方程式Cl₂+2FeCl₂=2FeCl₃；
（2）C燒杯中應該盛放的是NaOH溶液，其反應的離子方程式為Cl₂+2OH^-=Cl^-+ClO^-+H₂O．
（3）試劑瓶B中的溶液由步驟④制得FeCl₃•6H₂O晶體，④需要進行的操作依次是（填序號）CBAD．
A．過濾       B．冷卻結晶      C．加熱濃縮       D．洗滌．

Answer 1

分析 為了制備FeCl₃•6H₂O，因此必須在Y電極產生氯氣，將B中的氯化亞鐵氧化，所以Y電極連接電源正極為陽極，電極反應式為：2Cl^--2e^-=Cl₂↑，X電極連接電源負極為陰極，電極反應式為：2H⁺+2e^-=H₂↑；B中亞鐵離子被氧化為鐵離子，在實驗中，多余的氯氣肯定會通過導管排出，而氯氣有毒，所以必須進行尾氣處理，故C中盛放NaOH溶液，
（1）從圖中A中Y極得到的是氯氣，將B中的氯化亞鐵氧化，所以Y電極連接電源正極為陽極，電極反應式為：2Cl^--2e^-=Cl₂↑，X電極連接電源負極為陰極，電極反應式為：2H⁺+2e^-=H₂↑；
（2）氯氣有毒，實驗過程中含氯氣的尾氣通常用氫氧化鈉溶液吸收；
（3）試劑瓶B中溶液為氯化鐵溶液，將溶液濃縮、冷卻結晶后再過濾洗滌即可得到FeCl₃•6H₂O晶體．

解答 解：為了制備FeCl₃•6H₂O，因此必須在Y電極產生氯氣，將B中的氯化亞鐵氧化，所以Y電極連接電源正極為陽極，電極反應式為：2Cl^--2e^-=Cl₂↑，X電極連接電源負極為陰極，電極反應式為：2H⁺+2e^-=H₂↑；B中亞鐵離子被氧化為鐵離子，在實驗中，多余的氯氣肯定會通過導管排出，而氯氣有毒，所以必須進行尾氣處理，故C中盛放NaOH溶液．
（1）從圖中A中Y極得到的是氯氣，將B中的氯化亞鐵氧化，方程式為：Cl₂+2FeCl₂=2FeCl₃，所以Y電極連接電源正極為陽極，X電極連接電源負極為陰極，電極反應式為：2H⁺+2e^-=H₂↑；故答案為：正；2H⁺+2e^-=H₂↑；Cl₂+2FeCl₂=2FeCl₃；
（2）根據以上分析，C燒杯中盛放的NaOH溶液是了吸收Cl₂，反應的離子方程式為Cl₂+2OH^-=Cl^-+ClO^-+H₂O，故答案為：NaOH溶液，Cl₂+2OH^-=Cl^-+ClO^-+H₂O；
（3）由劑瓶B中的FeCl₃溶液經過加熱濃縮、冷卻結晶、過濾、洗滌干燥得到FeCl₃•6H₂O晶體，故答案為：CBAD．

點評 本題結合電解原理考查了鐵鹽、亞鐵鹽、氯氣的性質，題目難度不大，注意不同價態(tài)鐵元素之間的轉化是高考的熱點，注意相關知識的積累．