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熔點為555 K、沸點為588 K。

（2）廢鐵屑中的雜質(zhì)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/100 g 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(guān)閉活塞K2，并打開活塞a，緩慢滴加鹽酸。

Ⅱ．當 時，關(guān)閉彈簧夾K1，打開彈簧夾K2，當A中溶液完全進入燒杯后關(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)量分數(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、 、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673 K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)量分數(shù)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c molL-1Na2S2O3溶液滴定，消耗VmL（已知：I2+2S2O32-═2I-+S4O62-）。樣品中氯化鐵的質(zhì)量分數(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管液面不再改變（其他合理答案也給分）

（3）鹽酸；蒸發(fā)（加熱）濃縮、冷卻結(jié)晶

（4）2Fe2++Cl2 = 2Fe3+ + 2Clˉ

（5）Fe2Cl6（6）

【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；故答案為：把亞鐵離子全部氧化成三價鐵離子；

（2）鐵與鹽酸反應完全時，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；故答案為：裝置A中不產(chǎn)生氣泡或量氣管和水準管液面不變（其他合理答案也給分）；

（3）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、過濾、洗滌、干燥；故答案為：鹽酸；蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶；

（4）從工業(yè)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-；故答案為：2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-；

（5）捕集器收集的是氣態(tài)FeCl3，FeCl3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，當溫度超過673K時，二分子氣態(tài)FeCl3可以聚合生成雙聚體Fe2Cl6；故答案為：Fe2Cl6；

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

2Fe3+-I2-2S2O32-

2 2

n cV×10-3

求得n（Fe3+）=cV×10-3mol，則樣品中氯化鐵的質(zhì)量分數(shù)為：ω（Fe3+）=cV×10-3mol×10×162.5g/mol×100%=%；故答案為：%。