Question

甲同学进行了FeCl₂溶液的配制、浓度的测定以及Fe²⁺还原性的实验，并针对异常现象进行探究。

步骤一：制取FeCl₂甲同学准备用两种方案制取。

方案1：按下图装置用H₂还原无水FeCl₃制取。

E中盛放的试剂是____________；D中反应的化学方程式为____________。此方案有个明显的缺陷是___________________________。

方案2：由0.1 mol•L^-1 FeCl₃溶液制取FeCl₂溶液，你认为其操作应该是____________ 。

步骤二：测定方案2所配FeCl₂溶液的物质的量浓度。用重铬酸钾法（一种氧化还原滴定法）可达到目的。若需配制浓度为0.01000 mol·L^－1的K₂Cr₂O₇标准溶液480 mL，实验中用到的玻璃仪器有量筒、玻璃棒、烧杯，还缺少_______________，

本实验滴定过程中操作滴定管的图示正确的是____________(填编号)。

下列错误的操作使测定的FeCl₂ 溶液浓度偏小的是______________。

A．若在配制K₂Cr₂O₇标准溶液定容时采取俯视姿势

B．若滴定操作中，如果滴定前装有K₂Cr₂O₇标准溶液的滴定管尖嘴部分有气泡，而滴定结束后气泡消失。

C．锥形瓶洗净后未干燥

步骤三：向2 mL FeCl₂溶液中滴加2滴0.1 mol·L^-1 KSCN溶液，无现象；再滴加5滴5% H₂O₂溶液（物质的量浓度约为1.5 mol·L^-1、pH约为5），观察到溶液变红，大约10秒左右红色褪去，有气体生成（经检验为O₂）。

甲同学探究“步骤三”中溶液褪色的原因：

实验I．取褪色后溶液两份，一份滴加FeCl₃溶液无现象；另一份滴加KSCN溶液出现红色；

实验II．取褪色后溶液，滴加盐酸和BaCl₂溶液，产生白色沉淀，并测得生成了两种可直接排放到空气中的气体。

实验III．向2 mL 0.1 mol·L^-1 FeCl₃溶液中滴加2滴0.1 mol•L^-1 KSCN溶液，变红，通入O₂，无明显变化。

①实验I说明溶液红色褪去是因为SCN^－发生了反应而不是Fe^3＋发生反应。

②实验III的目的是_____________________。

得出结论：溶液褪色的原因是酸性条件下H₂O₂将SCN^-氧化成SO₄^2－和相关气体。写出该反应的离子方程式_______________________。

Answer

碱石灰（NaOH或CaO或其它碱性固体干燥剂） H2+2FeCl3=2FeCl2+2HCl 没有处理尾气H2 向0.1 mol·L－1 FeCl3溶液中加足量铁粉振荡，静置后取上层清液。 500 mL容量瓶、胶头滴管 A A 排除H2O2分解产生的O2氧化SCN-的可能。 2SCN—+ 11H2O2 == 2SO42－+ 2H＋+2 CO2 ↑+ N2↑+10 H2O

【解析】步骤一：方案1：按如图中装置可知，用H2还原无水FeCl3制取无水FeCl2，A装置一般用锌和稀盐酸制备H2，B装置用来除去氢气中的氯化氢，C装置用来干燥氢气，可以装置碱石灰，E装置中也要装置碱石灰，吸收氯化氢气体同时防止空气中的水份进入D装置，D装置中用氢气与氯化铁反应生成氯化亚铁，所以E中盛放的试剂是 碱石灰，D中反应的化学方程式为 H2+2FeCl3=2FeCl2+2HCl，根据装置图可知，此方案有个明显的缺陷是没有处理尾气H2；

方案2：由FeCl3溶液制取FeCl2溶液，可以在氯化铁溶液中加入足量铁粉，其操作为向0.1 mol•L-1 FeCl3溶液中加足量铁粉振荡，静置后取上层清液；

步骤二：根据配制一定物质的量浓度溶液的操作步骤可知，配制溶液是需要500 mL容量瓶、胶头滴管、量筒、玻璃棒、烧杯等，在操作滴定管时应用左手握住活塞，手指在另上侧拧开活塞，故选 A；在氧化还原滴定中：A．若在配制K2Cr2O7标准溶液定容时采取俯视姿势，会使标准液的浓度偏高，导致消耗的标准液的体积偏小，会使测定的FeCl2溶液浓度偏小，正确；B．若滴定操作中，如果滴定前装有K2Cr2O7标准溶液的滴定管尖嘴部分有气泡，而滴定结束后气泡消失，使标准液的体积偏大，会使测定的FeCl2溶液浓度偏大，B错误；C．锥形瓶洗净后未干燥，对实验没有影响，C错误，答案选A；

步骤三：根据实验步骤可知，实验III的目的是排除H2O2分解产生的O2氧化SCN-的可能，在酸性条件下H2O2将SCN-氧化成SO42-和氮气，同时有二氧化碳生成，反应的离子方程式为2SCN－+ 11H2O2＝2SO42－+ 2H＋+2 CO2 ↑+ N2↑+10 H2O。