Question

2．某化學興趣小組利用廢鐵屑制取FeCl₃•6H₂O晶體．主要操作流程如下：

請回答下列問題：
（1）C燒杯中盛放的試劑的作用是吸收Cl₂，防止污染環(huán)境．
（2）A中的X極應該連接電源的負極，A中發(fā)生反應的離子方程式為2Cl^-+2H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$Cl₂↑+H₂↑+2OH^-．
（3）試劑瓶B中的溶液經(jīng)過一系列操作得到FeCl₃•6H₂O晶體，這一系列操作由下列操作組成（操作不重復），則依次進行的操作為ADCB（填字母序號）A．加熱濃縮  B．洗滌干燥    C．過濾    D．冷卻結(jié)晶
（4）在整個實驗過程中，鹽酸必須保持過量，其主要原因是抑制Fe³⁺水解，該裝置有無缺陷，若有，請回答應該加上H₂尾氣處理裝置，若無本空可不答．

Answer 1

分析 為了制備FeCl₃•6H₂O，因此必須在Y電極產(chǎn)生氯氣，將B中的氯化亞鐵氧化，所以X電極連接電源負極，A中發(fā)生的反應為2Cl^-+2H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$Cl₂↑+H_2↑+2OH^-，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，據(jù)此分析解答；
（1）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；
（2）從圖中A中Y極得到的是氯氣，則X極生成的氣體是H₂，也就是還原產(chǎn)物，電解池的陰極發(fā)生還原反應，據(jù)此可判斷X連接電源的負極，A中發(fā)生的是用惰性電極電解飽和氯化鈉溶液得到氯氣、氫氣及氫氧化鈉，可得此反應的化學方程式；
（3）試劑瓶B中溶液為氯化鐵溶液，將溶液濃縮、冷卻結(jié)晶后再過濾洗滌即可得到FeCl₃•6H₂O晶體；
（4）因氯化鐵溶液里存在Fe³⁺的水解且加熱會促進水解，利用過量的稀鹽酸會抑制其水解，避免產(chǎn)物不純混有Fe（OH）₃，整套裝置沒有對X極產(chǎn)生的氫氣進行收集處理．

解答 解：為了制備FeCl₃•6H₂O，因此必須在Y電極產(chǎn)生氯氣，將B中的氯化亞鐵氧化，所以X電極連接電源負極，A中發(fā)生的反應為2Cl^-+2H₂OCl₂+H₂+2OH^-，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）根據(jù)以上分析，C燒杯中盛放的NaOH溶液是了吸收Cl₂，防止污染環(huán)境，故答案為：吸收Cl₂，防止污染環(huán)境；
（2）Y電極產(chǎn)生氯氣，將B中的氯化亞鐵氧化，所以X電極連接電源負極，A中發(fā)生的反應為2Cl^-+2H₂OCl₂+H₂+2OH^-，故答案為：負；2Cl^-+2H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$Cl₂↑+H₂↑+2OH^-；
（3）由劑瓶B中的FeCl₃溶液經(jīng)過加熱濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌干燥得到FeCl₃•6H₂O晶體，故答案為：ADCB；
（4）根據(jù)以上分析，X電極生成氫氣，無任何處理，所以該裝置的缺陷為缺少H₂尾氣處理裝置，故答案為：缺少H₂尾氣處理裝置．

點評 本題考查了鐵鹽、亞鐵鹽、氯氣的性質(zhì)，題目難度不大，注意不同價態(tài)鐵元素之間的轉(zhuǎn)化是高考的熱點，注意相關(guān)知識的積累．