某中学化学课外活动小组欲探究铁在氯气中燃烧产物的成份、性质和用途，设计了如下实验步骤：Ⅰ．用下列实验装置制取纯净干燥的氯气写出A、B中所盛放最佳化学试剂的名称、

Question

某中学化学课外活动小组欲探究铁在氯气中燃烧产物的成份、性质和用途，设计了如下实验步骤：
Ⅰ．用下列实验装置制取纯净干燥的氯气
写出A、B中所盛放最佳化学试剂的名称______、______，画出虚线框内所需装置图并标明所需试剂的名称______．



Ⅱ．某同学将一定量铁粉与Cl ₂ 恰好完全反应得到一固体物质a，然后通过实验确定其成分．探究过程如下：
（1）提出假设：（请把下列假设补充完整）
假设①：该固体物质是FeCl ₃ ；假设②：______；假设③：______．
（2）设计实验方案：
取少量固体物质a于烧杯中，加适量水溶解，然后取两份a溶液分别进行实验，实验现象与结论如下表，请在表格内的横线处填空．

实验方法	实验现象	结论
在溶液中加 KSCN溶液	______	固体物质中有FeCl 3
向a溶液中滴加 酸性KMnO 4 溶液	KMnO 4 溶液紫色 不褪色	固体物质中不含______

由此得出结论：假设______成立（填序号①②③）．
Ⅲ．为进一步探究物质a的性质，他们又利用a溶液做了如下一些实验，其中现象、结论均正确的是______（填写序号）
A．向氢氧化镁悬浊液中滴加a溶液出现红褐色沉淀，证明K _sp [Fe（OH） ₃ ]＜K _sp [Mg（OH） ₂ ]
B．向a溶液中加入少量铁粉，铁粉溶解，溶液颜色由浅绿色变成黄色
C．向沸水中滴加a的饱和溶液，立即出现红褐色沉淀
D．将a溶液加热蒸干并灼烧，得到Fe ₂ O ₃ 固体
IV．a溶液常作印刷电路铜板的腐蚀剂，写出发生反应的离子方程式______．活动小组的同学们又设计了两种从上述废液中回收Cu的方案：
方案1：设计流程图如下：



请分别写出操作①和试剂②的名称______，______．
方案2：在废液中加入适量的盐酸调节溶液的pH=1，用铜和石墨作电极进行电解，铜作______极．当观察到阴极有少量气泡产生时，停止电解，这时要回收的Cu已全部析出．
评价：方案2在电极上直接回收铜，操作上比方案1简便，但方案2也有不足之处，主要表现为：______．

Answer 1

Ⅰ、实验室制备氯气含有氯化氢和水蒸气，需要除去得到纯净干燥的氯气，先把气体通入饱和食盐水除去氯化氢，再通入浓硫酸除去水蒸气；剩余氯气有毒污染空气，需要用氢氧化钠溶液吸收，如图为



，故答案为：饱和食盐水；浓硫酸；



；
Ⅱ、（1）根据类比法，结合铁和硝酸反应的产物，产物可能为FeCl ₂ 、FeCl ₃ 或FeCl ₃ 和FeCl ₂ 的混合物，
故答案为：FeCl ₃ ；FeCl ₃ 和FeCl ₂ ；
（2）固体物质中有FeCl ₃ ，在溶液中加入KSCN溶液，溶液应变红，在酸性KMnO ₄ 溶液中加入少量A，KMnO ₄ 溶液颜色无明显变化，说明不变含还原性物质，即不含FeCl ₂ ；证明假设①正确；
故答案为：溶液变红色；FeCl ₂ ；①；
Ⅲ、a通过实验验证为FeCl ₃ ，
A、向氢氧化镁悬浊液中滴加a溶液出现红褐色沉淀，依据沉淀转化原理，反应向更难溶的分析进行，证明Fe（OH） ₃ 溶解度小于Mg（OH） ₂ 溶解度；故A正确；
B、铁和三价铁之间反应生成亚铁离子，溶液颜色变化为黄色变化为浅绿色；故B错误；
C、三价铁在沸水中水解生成氢氧化铁胶体，故C错误；
D、溶液加热蒸干，水解生成的氯化氢挥发，三价铁离子易水解生成红褐色沉淀，灼烧得到Fe ₂ O ₃ 固体，故D正确；
故答案为：AD；
IV、三价铁和金属铜之间反应生成亚铁离子和铜离子，反应的离子方程式为：2Fe ³⁺ +Cu ²⁺ =2Fe ³⁺ +Cu；依据流程分析①是分离固体和溶液，需要用过滤操作；加入的试剂②是溶解铁需要 稀盐酸或稀硫酸；在氧化还原反应中氧化剂的氧化性强于氧化产物的氧化性，该反应能证明三价铁的氧化性强于铜离子，根据金属活动顺序表得出Cu ²⁺ ＞H ⁺ ＞Fe ²⁺ ，电解时，阳极是活泼电极时，则金属电极会溶解，阴极上有少量气泡产生时，说明金属铜做阴极，按照氧化性顺序Fe ³⁺ ＞Cu ²⁺ ＞H ⁺ ＞Fe ²⁺ ，可以得出放电的离子以及电极反应为：Fe ³⁺ +e ^- =Fe ²⁺ ，Cu ²⁺ +2e ^- =Cu，2H ⁺ +2e ^- =H ₂ ↑，在阳极上放电的是氯离子，产生氯气，有毒，使用了电解装置，成本较高等；
故答案：2Fe ³⁺ +Cu ²⁺ =2Fe ³⁺ +Cu；过滤；盐酸（或稀硫酸）；阴；有污染性气体Cl ₂ 产生；使用了电解装置，成本较高等．