Question

【題目】氯化鐵是常見的水處理劑，利用廢鐵屑可制備無水氯化鐵。實驗室制備裝置和工業(yè)制備流程圖如下：

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

（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/100gH2O）	74.4	91.8	525.8	535.7

實驗室制備操作步驟如下：

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。

Ⅱ.當(dāng)時，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)過一系列操作后得到FeCl3·6H2O晶體。

請回答：

（1）燒杯中足量的H2O2溶液的作用是。

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

（3）從FeCl3溶液制得FeCl36H2O晶體的操作步驟是：加入后、蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、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673K時，存在相對分子質(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)通常可用碘量法測定：稱取mg無水氯化鐵樣品，溶于稀鹽酸，配制成100mL溶液；取出10.00mL，加入稍過量的KI溶液，充分反應(yīng)后，滴入幾滴淀粉溶液，并用cmolL-1Na2S2O3溶液滴定，消耗VmL（已知：I2+2S2O32-═2I-+S4O62-）。

①滴定過程中可能造成實驗結(jié)果偏低的是

A．錐形瓶未潤洗

B．錐形瓶中溶液變色后立刻停止滴定，進(jìn)行讀數(shù)

C．滴定管尖嘴內(nèi)滴定前無氣泡，滴定終點(diǎn)發(fā)現(xiàn)氣泡

D．滴定終點(diǎn)時仰視讀數(shù)

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鐵離子

（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）

（3）鹽酸（4）2Fe2++Cl2=2Fe3+（5）Fe2Cl6

（6）①BC②

【解析】

試題分析：（1）根據(jù)實驗裝置和操作步驟可知，實驗室制備無水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鐵離子；

（2）鐵與鹽酸反應(yīng)完全時，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，可將A中FeCl2溶液放入燒杯中進(jìn)行氧化。

（3）為了防止氯化鐵水解，則從FeCl3溶液制得FeCl36H2O晶體的操作步驟是：加入濃鹽酸后、蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、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FeCl3溶液，所以吸收劑應(yīng)是FeCl2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，F(xiàn)eCl3的相對分子質(zhì)量是162.5，由相對分子質(zhì)量為325的鐵的氯化物可以推出，當(dāng)溫度超過673K時，二分子氣態(tài)FeCl3可以聚合生成雙聚體Fe2Cl6。（備注：FeCl3屬共價型化合物，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）①A．錐形瓶未潤洗消耗標(biāo)準(zhǔn)液體積增加，測定結(jié)果偏高；

B．錐形瓶中溶液變色后立刻停止滴定，進(jìn)行讀數(shù)消耗標(biāo)準(zhǔn)液體積減少，測定結(jié)果偏低；

C．滴定管尖嘴內(nèi)滴定前無氣泡，滴定終點(diǎn)發(fā)現(xiàn)氣泡導(dǎo)致消耗標(biāo)準(zhǔn)液體積減少，測定結(jié)果偏低；

D．滴定終點(diǎn)時仰視讀數(shù)，讀數(shù)增加，測定結(jié)果偏高，答案選BC；

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

2Fe3+—I2—2S2O32-

11

ncV×10-3

則n（Fe3+）=cV×10-3mol，則樣品中氯化鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：ω（Fe3+）＝cV×10-3mol×10×162.5g/mol×100%＝。