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制備流程圖如下：

已知：（1）無水FeCl3的熔點為555K、沸點為588K．

（2）廢鐵屑中的雜質不與鹽酸反應

（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/100g H2O）	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，關閉彈簧夾K2，并打開活塞a，緩慢滴加鹽酸．

Ⅱ．當…時，關閉彈簧夾K1，打開彈簧夾K2，當A中溶液完全進入燒杯后關閉活塞a．

Ⅲ．將燒杯中溶液經過一系列操作后得到FeCl36H2O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量分數，操作Ⅱ中“…”的內容是______________________。

（3）從FeCl3溶液制得FeCl36H2O晶體的操作步驟是：加入______________后、_________________、蒸發濃縮、冷卻結晶、過濾、洗滌、干燥。

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

（5）捕集器溫度超過673K時，存在相對分子質量為325的鐵的氯化物，該物質的分子式為____________。

（6）FeCl3的質量分數通常可用碘量法測定：稱取m g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，充分反應后，滴入幾滴淀粉溶液，并用cmolL-1Na2S2O3溶液滴定，消耗V mL（已知：I2+2S2O32-═2I-+S4O62-）。

①滴定終點的現象是：_____________________。

②樣品中氯化鐵的質量分數________________。

Answer 1

【答案】把亞鐵離子全部氧化成三價鐵離子 裝置A中不產生氣泡或量氣管和水準管液面不變（其他合理答案也給分） 鹽酸 蒸發濃縮、冷卻結晶 2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl- Fe2Cl6 溶液由藍色變無色，且半分鐘內不變色

【解析】

實驗室制備中，廢鐵屑和鹽酸反應得到FeCl2，FeCl2再與H2O2反應得到FeCl3·6H2O；在工業制備中，鐵屑和氯氣反應得到FeCl3，經過處理得到FeCl3·6H2O。

（1）根據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生成FeCl2，然后把FeCl2氧化成FeCl3，先制得FeCl36H2O晶體，再脫結晶水制得無水FeCl3．燒杯中足量的H2O2溶液是作氧化劑，將FeCl2氧化成FeCl3，把Fe2＋全部氧化成Fe3＋；

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

（3）從FeCl3·6H2O在不同溫度下的溶解度可以看出，隨著溫度的變化，溶解度變化很大，因此采用降溫結晶的方法得到晶體。從FeCl3溶液制得FeCl36H2O晶體的操作步驟是：蒸發濃縮、冷卻結晶、過濾、洗滌、干燥；

（4）從工業制備流程圖分析可知，反應爐中進行的反應是 2Fe+3Cl2=2FeCl3，因此，進入吸收塔中的尾氣是沒有參加反應的氯氣，在吸收塔中氯氣被吸收劑吸收，反應后生成2FeCl3溶液，所以吸收劑應是2FeCl2溶液，反應的離子方程式為：2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-；

（5）捕集器收集的是氣態FeCl3，FeCl3的相對分子質量是162.5，由相對分子質量為325的鐵的氯化物可以推出，當溫度超過673K時，二分子氣態FeCl3可以聚合生成雙聚體Fe2Cl6；

（6）①稱取m g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，充分反應后，滴入幾滴淀粉溶液，此時溶液呈藍色，用 Na2S2O3溶液滴定，滴入最后一滴Na2S2O3溶液，錐形瓶內的溶液由藍色變為無色，且半分鐘內不變色．所以滴定終點的現象是：溶液由藍色變為無色，且半分鐘內不變色；

②由反應：2Fe3++2I-=2Fe2++I2； I2+2S2O32-═2I-+S4O62-；可得關系式：

求得n(Fe3+)=cV×10-3mol，則樣品中氯化鐵的質量分數為：

ω(Fe3+)= =。