Question

【題目】文獻表明：工業(yè)上，向熾熱鐵屑中通入氯化氫生產無水氯化亞鐵;相同條件下，草酸根(C2O42-)的還原性強于Fe2+。為檢驗這一結論，雅禮中學化學研究性小組進行以下實驗：

資料:i. 草酸(H2C2O4)為二元弱酸。

ii. 三水三草酸合鐵酸鉀[K3Fe(C2O4)33H2O]為翠綠色晶體，光照易分解。其水溶液中存在[Fe(C2O4)3]3-Fe3++3C2O42- K=6.3×10-21

iii.FeC2O42H2O為黃色固體，溶于水，可溶于強酸。

（實驗1）用以下裝置制取無水氯化亞鐵

(1)儀器a的名稱為___________。

(2)欲制得純凈的FeCl2，實驗過程中點燃A、C酒精燈的先后順序是___________。

(3)若用D的裝置進行尾氣處理，存在的問題是__________、___________。

（實驗2）通過Fe3+和C2O42-在溶液中的反應比較Fe2+和C2O42-的還原性強弱。

(4)取實驗2中少量晶體洗浄，配成溶液，漓加KSCN溶液，不變紅。繼續(xù)加入硫酸，溶液變紅，說明晶體中含有+3價的鐵元素。加硫酸后溶液變紅的原因是______________。

(5)經檢驗，翠綠色晶體為K3Fe(C2O4)33H2O。設計實驗，確認實驗2中沒有發(fā)生氧化還原反應的操作和現(xiàn)象是_____。

(6)取實驗2中的翠綠色溶液光照一段時間，產生黃色渾濁且有氣泡產生。補全反應的離子方程式：_____Fe(C2O4)3]3-+____H2O____FeC2O4·2H2O↓+__________+_______

（實驗3）研究性小組又設計以下裝置直接比較Fe2+和C2O42-的還原性強弱，并達到了預期的目的。

(7)描述達到期目的可能產生的現(xiàn)象：_____________________。

Answer 1

【答案】分液漏斗 先點燃A處酒精燈，再點燃C處酒精燈 發(fā)生倒吸 可燃性氣體H2不能被吸收 溶液中存在平衡：[Fe(C2O4)3]3-Fe3++3C2O42-，加熱硫酸后，H+與C2O42-結合可使平衡正向移動，c(Fe3+)增大，遇KSCN溶液變紅 取少量實驗2中的翠綠色溶液，滴加K3[Fe(CN)6]溶液，不出現(xiàn)藍色沉淀 2 4 2 3C2O42- 2CO2↑ 電流計的指針發(fā)生偏轉，一段時間后，左側溶液變?yōu)闇\綠色，右側有氣泡產生

【解析】

實驗一：在裝置A中用濃硫酸與NaCl固體混合加熱制取HCl，通過B裝置的濃硫酸干燥，得純凈HCl氣體，然后在裝置C中Fe與HCl發(fā)生反應產生FeCl2和H2，反應后的氣體中含H2和未反應的HCl氣體，可根據HCl極容易溶于水，用水作吸收劑吸收進行尾氣處理；

實驗二：FeCl3溶液與K2C2O4發(fā)生復分解反應產生Fe2(C2O4)3和KCl；用KSCN溶液檢驗Fe3+；用K3[Fe(CN)6]溶液檢驗Fe2+；根據電子守恒、電荷守恒及原子守恒書寫離子方程式；

實驗三：根據2Fe3++C2O42-=2Fe2++2CO2↑，判斷原電池正負極反應及相應的現(xiàn)象。

(1)根據圖示可知儀器a名稱是分液漏斗；

(2)為防止Fe與裝置中的空氣發(fā)生反應，制得純凈的FeCl2，實驗過程中先點燃A處酒精燈，使裝置充滿HCl氣體，然后給C處酒精燈加熱；

(3)若用D的裝置進行尾氣處理，由于HCl極容易溶于水，HCl溶解導致導氣管中氣體壓強減小而引起倒吸現(xiàn)象的發(fā)生，而且可燃性氣體H2不能被吸收；

(4)在實驗二中，向FeCl3溶液中加入K2C2O4溶液，發(fā)生復分解反應產生Fe2(C2O4)3和KCl，產生的翠綠色晶體為Fe2(C2O4)3的結晶水合物K3Fe(C2O4)33H2O，取實驗2中少量晶體洗浄，配成溶液，漓加KSCN溶液，不變紅，繼續(xù)加入硫酸，溶液變紅，說明晶體中含有+3價的鐵元素。則加硫酸后溶液變紅的原因是在溶液中存在電離平衡：溶液中存在平衡：[Fe(C2O4)3]3-Fe3++3C2O42-，加入硫酸后，硫酸電離產生H+與溶液中的C2O42-結合生成弱酸H2C2O4，使可使平衡正向移動，導致溶液中c(Fe3+)增大，遇KSCN溶液變紅；

(5)若K3Fe(C2O4)33H2O發(fā)生氧化還原反應，則會產生Fe2+，檢驗方法是取少量實驗2中的翠綠色溶液，滴加K3[Fe(CN)6]溶液，不出現(xiàn)藍色沉淀，證明無Fe2+，產生的K3Fe(C2O4)33H2O未發(fā)生氧化還原反應；

(6)在光照條件下草酸鐵溶液發(fā)生氧化還原反應，產生FeC2O4·2H2O、CO2氣體，根據電子守恒、電荷守恒及原子守恒，可得反應的離子方程式：2Fe(C2O4)3]3-+4H2O2FeC2O4·2H2O↓+2C2O42－+2CO2↑；

(7)該裝置構成了原電池，在左邊，Fe3+獲得電子變?yōu)?/span>Fe2+，溶液變?yōu)闇\綠色，左邊電極為正極；在右邊電極上，溶液中的C2O42-失去電子，發(fā)生氧化反應，C2O42--2e-=2CO2↑，右邊電極為負極，會看到電極上有氣泡產生。