Question

【題目】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/100g 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FeCl36H2O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FeCl36H2O晶體的操作步驟是：加入______________后、_________________、蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過(guò)濾、洗滌、干燥。

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

（5）捕集器溫度超過(guò)673K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)通常可用碘量法測(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cmolL-1Na2S2O3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】把亞鐵離子全部氧化成三價(jià)鐵離子 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） 鹽酸 蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶 2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl- Fe2Cl6 溶液由藍(lán)色變無(wú)色，且半分鐘內(nèi)不變色

【解析】

實(shí)驗(yàn)室制備中，廢鐵屑和鹽酸反應(yīng)得到FeCl2，FeCl2再與H2O2反應(yīng)得到FeCl3·6H2O；在工業(yè)制備中，鐵屑和氯氣反應(yīng)得到FeCl3，經(jīng)過(guò)處理得到FeCl3·6H2O。

（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FeCl36H2O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，將FeCl2氧化成FeCl3，把Fe2＋全部氧化成Fe3＋；

（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FeCl3·6H2O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(jié)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(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++2Cl-；

（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)673K時(shí)，二分子氣態(tài)FeCl3可以聚合生成雙聚體Fe2Cl6；

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

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

ω(Fe3+)= =。