Question

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555 K、沸點為588 K。

(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/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量分數，操作Ⅱ中“……”的內容是__________。

（3）從FeCl3溶液制得FeCl3?6H2O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c mol?L-1 Na2S2O3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】

（1）把亞鐵離子全部氧化成三價鐵離子???? （2分）

（2）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）（2分）

（3）鹽酸（1分）???? 蒸發濃縮、冷卻結晶（1分）

（4）2Fe2+ + Cl2 = 2Fe3+? （2分）

（5）Fe2Cl6（2分）

（6）① 溶液由藍色變無色，且半分鐘內不變色（2分）

②（2分）

【解析】

試題分析：（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FeCl3·6H2O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，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溶液制得FeCl3?6H2O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+。

（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673 K時，二分子氣態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、丙酮等有機溶劑，在673K蒸氣中有雙聚體，1023K以上分解為單分子）。

（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 求樣品中氯化鐵的質量分數

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

?????????????? 2Fe3+? —? I2 —? 2S2O32-

???????????????? 1??????????????? 1

???????????????? n????????????? cV×10-3??

求得n(Fe3+) = cV×10-3 mol，? 則樣品中氯化鐵的質量分數為：

ω(Fe3+) = cV×10-3 mol×10×162.5g/mol×100% =

考點：化學實驗設計與評價