Question

氯化鐵是常見(jiàn)的水處理劑，利用廢鐵屑可制備無(wú)水氯化鐵。實(shí)驗(yàn)室制備裝置和工業(yè)制備流程圖如下：

已知：(1)無(wú)水FeCl3的熔點(diǎn)為555 K、沸點(diǎn)為588 K。

(2) 廢鐵屑中的雜質(zhì)不與鹽酸反應(yīng)

(3)不同溫度下六水合氯化鐵在水中的溶解度如下：

溫度/℃	0	20	80	100
溶解度(g/100 g H2O)	74.4	91.8	525.8	535.7

 

實(shí)驗(yàn)室制備操作步驟如下：

Ⅰ.打開(kāi)彈簧夾K1，關(guān)閉彈簧夾K2，并打開(kāi)活塞a，緩慢滴加鹽酸。

Ⅱ.當(dāng)??????? 時(shí)，關(guān)閉彈簧夾K1，打開(kāi)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(guò)一系列操作后得到FeCl3·6H2O晶體。

請(qǐng)回答：

（1）燒杯中足量的H2O2溶液的作用是??????? 。

（2）為了測(cè)定廢鐵屑中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，操作Ⅱ中“……”的內(nèi)容是__________。

（3）從FeCl3溶液制得FeCl3?6H2O晶體的操作步驟是：加入? _??? 后、?? _?? 、過(guò)濾、洗滌、干燥．

（4）試寫出吸收塔中反應(yīng)的離子方程式：????????????? 。

（5）捕集器溫度超過(guò)673 K時(shí)，存在相對(duì)分子質(zhì)量為325的鐵的氯化物，該物質(zhì)的分子式為???????????? 。

（6）FeCl3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)通�？捎玫饬糠�測(cè)定：稱取m g無(wú)水氯化鐵樣品，溶于稀鹽酸，配制成100mL溶液；取出10.00mL，加入稍過(guò)量的KI溶液，充分反應(yīng)后，滴入幾滴淀粉溶液，并用c mol?L-1 Na2S2O3溶液滴定，消耗V mL（已知：I2+2S2O32-═2I-+S4O62-）。

①滴定終點(diǎn)的現(xiàn)象是：??????????? _????????????

②樣品中氯化鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)?????????????? _???????????

 

Answer 1

【答案】

（1）把亞鐵離子全部氧化成三價(jià)鐵離子???? （2分）

（2）裝置A中不產(chǎn)生氣泡或量氣管和水準(zhǔn)管液面不變（其他合理答案也給分）（2分）

（3）鹽酸（1分）???? 蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶（1分）

（4）2Fe2+ + Cl2 = 2Fe3+? （2分）

（5）Fe2Cl6（2分）

（6）① 溶液由藍(lán)色變無(wú)色，且半分鐘內(nèi)不變色（2分）

②（2分）

【解析】

試題分析：（1）根據(jù)實(shí)驗(yàn)裝置和操作步驟可知，實(shí)驗(yàn)室制備無(wú)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(wú)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；

（2）鐵與鹽酸反應(yīng)完全時(shí)，不再產(chǎn)生氫氣，所以裝置A中不產(chǎn)生氣泡或量氣管和水準(zhǔn)管的液面不再變化，此時(shí)，可將A中FeCl2溶液放入燒杯中進(jìn)行氧化。

（3）從FeCl3溶液制得FeCl3?6H2O晶體的操作步驟是：蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過(guò)濾、洗滌、干燥．

（4）從工業(yè)制備流程圖分析可知，反應(yīng)爐中進(jìn)行的反應(yīng)是 2Fe + 3Cl2 = 2FeCl3 ，因此，進(jìn)入吸收塔中的尾氣是沒(méi)有參加反應(yīng)的氯氣，在吸收塔中氯氣被吸收劑吸收，反應(yīng)后生成2FeCl3溶液，所以吸收劑應(yīng)是2FeCl2溶液，反應(yīng)的離子方程式為：2Fe2+ + Cl2 = 2Fe3+。

（5）捕集器收集的是氣態(tài)FeCl3，FeCl3的相對(duì)分子質(zhì)量是162.5，由相對(duì)分子質(zhì)量為325的鐵的氯化物可以推出，當(dāng)溫度超過(guò)673 K時(shí)，二分子氣態(tài)FeCl3可以聚合生成雙聚體Fe2Cl6。（備注：FeCl3屬共價(jià)型化合物，能溶于乙醚、丙酮等有機(jī)溶劑，在673K蒸氣中有雙聚體，1023K以上分解為單分子）。

（6）① 稱取m g無(wú)水氯化鐵樣品，溶于稀鹽酸，配制成100mL溶液；取出10.00mL，加入稍過(guò)量的KI溶液，充分反應(yīng)后，滴入幾滴淀粉溶液，此時(shí)溶液呈藍(lán)色，用 Na2S2O3溶液滴定，滴入最后一滴Na2S2O3溶液，錐形瓶?jī)?nèi)的溶液由藍(lán)色變?yōu)闊o(wú)色，且半分鐘內(nèi)不變色。所以滴定終點(diǎn)的現(xiàn)象是：溶液由藍(lán)色變?yōu)闊o(wú)色，且半分鐘內(nèi)不變色。

② 求樣品中氯化鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)

由反應(yīng)：2Fe3+ + 2I - = 2Fe2+ + I2 ；? I2+2S2O32-═2I-+S4O62- ；可得關(guān)系式：

?????????????? 2Fe3+? —? I2 —? 2S2O32-

???????????????? 1??????????????? 1

???????????????? n????????????? cV×10-3??

求得n(Fe3+) = cV×10-3 mol，? 則樣品中氯化鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：

ω(Fe3+) = cV×10-3 mol×10×162.5g/mol×100% =

考點(diǎn)：化學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià)