Question

9．某化學研究性學習小組模擬工業(yè)流程制備無水FeCl₃，再用副產品FeCl₃溶液吸收有毒的H₂S．
【查閱資料】經查閱資料得知：無水FeCl₃在空氣中易潮解，加熱易升華．
【設計方案】學習小組設計了制備無水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）Fe元素的原子結構示意圖為．FeCl₃是共價化合物（填“離子”或“共價”）．
（2）裝置A中反應的化學方程式為2Fe+3Cl₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2FeCl₃．
（3）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步操作是在沉積的FeCl₃固體下方加熱．
（4）操作步驟中，為防止FeCl₃潮解所采取的措施有（填步驟序號）②⑤．
（5）裝置B中冷水浴的作用為冷卻使FeCl₃沉積，便于收集產品；裝置C的名稱為干燥管；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K₃[Fe（CN）₆]是配位化合物，其配位數(shù)為6，配體為CN^?．
（6）該組同學用裝置D中的副產品FeCl₃溶液吸收H₂S，得到單質硫；FeCl₃與H₂S反應的離子方程式為2Fe³⁺+H₂S═2Fe²⁺+S↓+2H⁺．

Answer 1

分析 裝置A中鐵與氯氣反應，反應為：2Fe+3Cl₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2FeCl₃，B中的冷水作用為是冷卻FeCl₃使其沉積，便于收集產品；為防止外界空氣中的水蒸氣進入裝置使FeCl₃潮解，所以用裝置C無水氯化鈣來吸水，裝置D中用FeCl₂吸收Cl₂時的反應離子方程式2Fe²⁺+Cl₂═2Fe³⁺+2Cl^-，用裝置D中的副產品FeCl₃溶液吸收H₂S，離子方程式為：2Fe³⁺+H₂S=2Fe²⁺+S↓+2H⁺，用氫氧化鈉溶液吸收的是氯氣，不用考慮防倒吸，所以裝置E為氫氧化鈉溶液吸收氯氣．
（1）依據(jù)鐵原子核內有26個質子，核外有4個電子層，從內到外依次容納2，8，14，2個電子，據(jù)此書寫原子結構示意圖；一般的，電負性差值超過1.7，為離子化合物，否則為共價化合物；
（2）裝置A中鐵與氯氣反應生成氯化鐵；
（3）要使沉積的FeCl₃進入收集器，根據(jù)FeCl₃加熱易升華的性質；
（4）防止FeCl₃潮解，不與水蒸氣接觸；
（5）B中的冷水作用為是冷卻FeCl₃使其沉積，便于收集產品；裝置C的名稱為干燥管；Fe[（CN）₆]^3-中CN^-為配離子，則配離子的配位數(shù)是6；
（6）三價鐵具有氧化性，硫化氫具有還原性，二者之間發(fā)生氧化還原反應．

解答 解：（1）鐵原子核內有26個質子，核外有4個電子層，從內到外依次容納2，8，14，2個電子，原子結構示意圖：；氯元素的電負性為3.16，鐵元素為1.83，相差1.33．規(guī)定：一般的，電負性差值超過1.7，為離子化合物，否則為共價化合物． 因此，F(xiàn)eCl₃是：共價化合物；
故答案為：；共價；
（2）鐵與氯氣反應生成氯化鐵，化學方程式：2Fe+3Cl₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2FeCl₃；
（3）第③步加熱后，生成的煙狀FeCl₃大部分進入收集器，第④步操作是對FeCl₃加熱發(fā)生升華使沉積的FeCl₃進入收集器，
故答案為：在沉積的FeCl₃固體下方加熱；
（4）為防止FeCl₃潮解所采取的措施有②通入干燥的Cl₂⑤用干燥的N₂趕盡Cl₂，
故選：②⑤；
（5）B中的冷水作用為是冷卻FeCl₃使其沉積，便于收集產品，裝置C的名稱為干燥管；Fe[（CN）₆]^3-中CN^-為配離子，則配離子的配位數(shù)是6；
故答案為：冷卻，使FeCl₃沉積，便于收集產品；干燥管；6；CN^-；
（6）三價鐵具有氧化性，硫化氫具有還原性，二者之間發(fā)生氧化還原反應：2FeCl₃+3H₂S=2FeCl₂+6HCl+3S↓，離子方程式為：2Fe³⁺+H₂S=2Fe²⁺+S↓+2H⁺，
故答案為：2Fe³⁺+H₂S=2Fe²⁺+S↓+2H⁺．

點評 本題考查了制備無水FeCl₃實驗操作和實驗設計，題目難度中等，側重考查鐵、氯、硫及其化合物的性質應用、實驗基本操作的分析判斷、實驗現(xiàn)象的推斷和應用，試題綜合性較強，有利于培養(yǎng)學生靈活應用基礎知識的能力．