Question

2．氯化鐵是常見的水處理劑，利用廢鐵屑可制備無水氯化鐵，實(shí)驗(yàn)室制備氯化鐵的裝置如圖：（已知：廢鐵屑中的雜質(zhì)不與鹽酸反應(yīng)）

（1）實(shí)驗(yàn)制備操作步驟如下：
Ⅰ．打開彈簧夾K₁（填“K₁”或“K₂”），關(guān)閉彈簧夾K₂（填“K₁”或“K₂”），并打開活塞a，緩慢滴加鹽酸．
Ⅱ．當(dāng)裝置A中不產(chǎn)生氣泡或量氣管和水準(zhǔn)管液面不變時(shí)，關(guān)閉彈簧夾K₁，打開彈簧夾K₂，當(dāng)A中溶液完全進(jìn)入燒杯后關(guān)閉活塞a．
Ⅲ．將燒杯中溶液經(jīng)過蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌操作后得到FeCl₃•6H₂O晶體．
Ⅳ．最后將FeCl₃•6H₂O晶體制成無水氯化鐵．
（2）當(dāng)鹽酸與A中廢鐵屑接觸后發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)方程式是：Fe+2HCl═FeCl₂+H₂↑．
（3）寫出H₂O₂溶液中發(fā)生的反應(yīng)的離子反應(yīng)方程式：2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺═2Fe³⁺+2H₂O．
（4）鐵制品易生銹，采用電化學(xué)防腐的方式可以防止鐵制品生銹，請利用石墨為輔助電極材料，完成鐵制品防腐示意圖2，并做相應(yīng)標(biāo)注．

Answer 1

分析 根據(jù)裝置圖可知，向A中加入鹽酸的儀器是分液漏斗，根據(jù)實(shí)驗(yàn)裝置和操作步驟可知，實(shí)驗(yàn)室制備無水FeCl₃，是利用鐵與鹽酸反應(yīng)生成FeCl₂，然后把FeCl₂氧化成FeCl₃，先制得FeCl₃•6H₂O晶體，再脫結(jié)晶水制得無水FeCl₃．燒杯中足量的H₂O₂溶液是作氧化劑，把亞鐵離子全部氧化成三價(jià)鐵離子；
（1）Ⅰ．應(yīng)為鹽酸與廢鐵屑的反應(yīng)，故打開K₁，關(guān)閉K₂；
Ⅱ．鐵反應(yīng)生成氫氣，量氣管中的液面降低，水準(zhǔn)管中的液面升高，當(dāng)反應(yīng)完全時(shí)，無氣泡產(chǎn)生，且量氣管、水準(zhǔn)管中的液面高度保持不變，此時(shí)關(guān)閉K₁，打開K₂；
Ⅲ．液得到晶體需要經(jīng)過蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌等步驟；
（2）鹽酸與鐵屑反應(yīng)生成氯化亞鐵和氫氣；
（3）鐵與鹽酸反應(yīng)生成氯化亞鐵溶液，與過氧化氫溶液混合，氯化亞鐵被氧化生成氯化鐵來書寫方程式；
（4）鐵生銹時(shí)，做負(fù)極，失電子，若采用電化學(xué)方法防止鐵生銹，應(yīng)構(gòu)造一電解池，其中鐵應(yīng)做陰極．

解答 解：（1）Ⅰ．打開彈簧夾K₁，關(guān)閉彈簧夾K₂，并打開活塞a，緩慢滴加鹽酸；
故答案為：K₁；K₂；Ⅱ．裝置A不產(chǎn)生氣泡或量氣管和水準(zhǔn)管液面不變，關(guān)閉彈簧夾K₁，打開彈簧夾K₂，當(dāng)A中溶液完全進(jìn)入燒杯后關(guān)閉活塞a；
故答案為：裝置A中不產(chǎn)生氣泡或量氣管和水準(zhǔn)管液面不變；
Ⅲ．將燒杯中溶液經(jīng)過蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌操作后得到FeCl₃•6H₂O晶體．
故答案為：蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌；
（2）鹽酸與鐵屑的反應(yīng)方程式為：Fe+2HCl═FeCl₂+H₂↑；
故答案為：Fe+2HCl═FeCl₂+H₂↑；
（3）與鹽酸反應(yīng)生成氯化亞鐵溶液，與過氧化氫溶液混合，氯化亞鐵被氧化生成氯化鐵，離子方程式為：2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺═2Fe³⁺+2H₂O；
故答案為：2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺═2Fe³⁺+2H₂O；
（4）鐵生銹時(shí)，做負(fù)極，失電子，若采用電化學(xué)方法防止鐵生銹，應(yīng)構(gòu)造一電解池，其中鐵應(yīng)做陰極，如圖所示：；
故答案為：．

點(diǎn)評 本題主要考查制備實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)，明確原理是解題關(guān)鍵，是對學(xué)生綜合能力的考查，難度中等．