Question

氯化鐵是常見(jiàn)的水處理劑，無(wú)水FeCl₃的熔點(diǎn)為555K、沸點(diǎn)為588K．工業(yè)上制備無(wú)水FeCl₃的一種工藝如下：

（1）取0.5mL三氯化鐵溶液滴入50mL沸水中，再煮沸片刻得紅褐色透明液體，該過(guò)程可用離子方程式表示為

 

．
（2）已知六水合氯化鐵在水中的溶解度如下：

溫度/℃	0	10	20	30	50	80	100
溶解度 （g/100g H2O）	74.4	81.9	91.8	106.8	315.1	525.8	535.7

從FeCl₃溶液中獲得FeCl₃?6H₂O的方法是

 

．
（3）室溫時(shí)在FeCl₃溶液中滴加NaOH溶液，當(dāng)溶液pH為2.7時(shí)，F(xiàn)e³⁺開(kāi)始沉淀；當(dāng)溶液pH為4時(shí)，c（Fe³⁺）=

 

mol?L^-1（已知：K_sp[Fe（OH）₃]=1.1×10^-36）．
（4）吸收劑X是

 

；吸收塔中吸收劑X的作用是

 

．
（5）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，再轉(zhuǎn)移到100mL容量瓶中，用蒸餾水定容；取出10.00mL，加入稍過(guò)量的KI溶液，充分反應(yīng)后，用淀粉作指示劑并用c mol?L^-1 Na₂S₂O₃溶液滴定（I₂+2S₂O₃^2-═2I^-+S₄O₆^2-），共用去 V mL．則樣品中氯化鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：制備實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)

專題：

分析：（1）三氯化鐵溶液滴入50ml沸水中，再煮沸片刻得紅褐色透明液體，形成氫氧化鐵膠體；
（2）由表中數(shù)據(jù)可知，溫度越高氯化鐵的溶解度越高，由溶液獲得晶體需加熱蒸發(fā)、冷卻晶體，鐵離子易水解應(yīng)先加入少量的鹽酸；
（3）溶液pH為4時(shí)，溶液中c（OH^-）=10^-10mol/L，由于Ksp[Fe（OH）₃]=c（Fe³⁺）?c³（OH^-），據(jù)此計(jì)算溶液中c（Fe³⁺）；
（4）尾氣中含有過(guò)量的氯氣和少量氯化鐵煙氣，用吸水劑X在吸收塔中吸收氯氣，生成氯化鐵，同時(shí)溶解氯化鐵煙氣；
（5）VmLNa₂S₂O₃溶液含有Na₂S₂O₃物質(zhì)的量為V?10^-3 L×cmol/L=c?V?10^-3 mol，mg樣品需要0.01cVmolNa₂S₂O₃，根據(jù)關(guān)系式2Fe³⁺～I(xiàn)₂～S₂O₃^2-計(jì)算n（Fe³⁺），氯化鐵的物質(zhì)的量等于n（Fe³⁺），利用m=nM計(jì)算氯化鐵的質(zhì)量，根據(jù)質(zhì)量分?jǐn)?shù)定義計(jì)算．

解答： 解：（1）取0.5ml三氯化鐵溶液滴入50ml沸水中，再煮沸片刻得紅褐色透明液體，形成氫氧化鐵膠體，該過(guò)程可用離子方程式為：Fe³⁺+3H₂O

△   .

Fe（OH）₃（膠體）+3H⁺；
故答案為：Fe³⁺+3H₂O

△   .

Fe（OH）₃（膠體）+3H⁺；
（2）由表中數(shù)據(jù)可知，溫度越高氯化鐵的溶解度越高，由溶液獲得晶體需加熱蒸發(fā)、冷卻晶體．Fe³⁺易水解應(yīng)先加入少量的鹽酸，抑制Fe³⁺水解，再熱蒸發(fā)、冷卻晶體獲得FeCl₃?6H₂O；
故答案為：加入少量鹽酸加熱濃縮，再冷卻結(jié)晶；
（3）當(dāng)溶液pH為4時(shí)，溶液中c（OH^-）=10^-10mol/L，由于Ksp[Fe（OH）₃]=c（Fe³⁺）?c³（OH^-）=1.1×10^-36，所以溶液中c（Fe³⁺）=

1.1×10-36

(10-10)3

=1.1×10^-6mol/L；
故答案為：1.1×10^-6；
（4）尾氣中含有過(guò)量的氯氣和少量氯化鐵煙氣，用吸水劑X在吸收塔中吸收氯氣，生成氯化鐵，所以吸收劑X為氯化亞鐵，同時(shí)溶解氯化鐵煙氣，
故答案為：FeCl₂溶液；吸收反應(yīng)爐中過(guò)量的氯氣和少量氯化鐵煙氣；
（5）VmLNa₂S₂O₃溶液含有Na₂S₂O₃物質(zhì)的量為V?10^-3 L×cmol/L=c?V?10^-3 mol，則：
根據(jù)關(guān)系式：2Fe³⁺～～～～～I(xiàn)₂～～～～～～2S₂O₃^2-
           2                            2
          n（Fe³⁺）            c?V?10^-3 mol×10
所以 n（Fe³⁺）=c?V?10^-3 mol×10=0.01cVmol，
所以m克無(wú)水氯化鐵樣品中氯化鐵的質(zhì)量為0.01cVmol×162.5g/mol=1.625cVg
所以m克無(wú)水氯化鐵樣品中氯化鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為

1.625cVg

mg

×100%=

162.5cV

m

%．
故答案為：

162.5cV

m

%．

點(diǎn)評(píng)：本題考查學(xué)生對(duì)工藝流程的理解、物質(zhì)的分離提純等基本操作、氧化還原反應(yīng)滴定應(yīng)用、溶度積有關(guān)計(jì)算等，題目難度中等，需要學(xué)生具有扎實(shí)的基礎(chǔ)知識(shí)與靈活運(yùn)用知識(shí)解決問(wèn)題的能力．