Question

某氯化鐵樣品含有少量FeCl₂雜質．現要測定其中鐵元素的質量分數，實驗按以下步驟進行：
請根據上面流程，回答以下問題：
（1）操作 I 所用到的玻璃儀器除燒杯、玻璃棒、量筒外，還必須有

250mL容量瓶、膠頭滴管

（填自選儀器名稱），操作 II 必須用到的儀器是

D

 （從以下選項中選擇，填編號）．
A．50mL燒杯　　　B．50mL量筒      C．25mL堿式滴定管　　D．25mL酸式滴定管
（2）加入試劑①和②后發生反應的離子反應方程式為：

2Fe ²⁺+Cl₂=2Fe ³⁺+2Cl^-、Fe³⁺+3NH₃?H₂O=Fe（OH）₃↓+3NH₄⁺

（3）將沉淀物加熱，并置于干燥器中冷卻至室溫，用天平稱量其質量為b₁g，再次加熱并冷卻至室溫稱量其質量為b₂g，若b₁-b₂=0.3g，則接下來還應進行的操作是

再次加熱，并置于干燥器中冷卻，稱量，直至連續兩次質量差不超過0.1g為止

．
（4）若坩堝質量是W₁g，坩堝與加熱后固體總質量是W₂g，則樣品中鐵元素的質量分數是：

7(W2-W1)

a

×100%

．
（5）有同學認為：上述流程中若不加入氯水，其它步驟不變，仍可達到目的．他的理由是：

4Fe（OH）₂+2H₂O+O₂=4Fe（OH）₃

 （用化學方程式表示）

Answer 1

分析：本實驗目的是測定鐵的質量分數，采取的方法是使樣品溶解、反應、最終生成氧化鐵，然后通過氧化鐵質量來求鐵的質量分數．
（1）由圖可知，操作I是將加入鹽酸反應的溶液稀釋成250.00mL溶液，故需要250mL的容量瓶；操作II是準確量取25.00mL的稀釋后的溶液，故應需要滴定管；
（2）加氯水就是讓+2價鐵變為+3價，加氨水就是使+3價鐵充分轉化為Fe（OH）₃沉淀；
（3）兩次連續稱量的質量相差不能超過0.1g才能說明分解完全，故應繼續加熱并稱量；
（4）加熱分解所得的物質是Fe₂O₃，其質量為（W₂-W₁）g，由于去25mL溶液，故250mL溶液可以得到Fe₂O₃質量為10（W₂-W₁）g，根據化學式計算鐵元素的質量，再利用質量分數的定義計算原氧化鐵樣品中鐵元素的質量分數；
（6）樣品溶于水，不加氯水，生成的氫氧化亞鐵在蒸干加熱時氫氧化亞鐵會迅速被氧氣氧化為氫氧化鐵，加熱最終轉化為Fe₂O₃，不影響鐵元素質量分數的測定；

解答：解：（1）由圖可知，操作I是將加入鹽酸反應的溶液稀釋成250.00mL溶液，故需要250mL容量瓶、膠頭滴管；操作II是準確量取25.00mL的稀釋后的溶液，故應需要滴定管，
故答案為：250mL容量瓶、膠頭滴管；D；
（2）加氯水就是讓+2價鐵變為+3價，發生反應為2Fe ²⁺+Cl₂=2Fe ³⁺+2Cl^-；加氨水就是使+3價鐵充分轉化為Fe（OH）₃沉淀，發生反應為Fe³⁺+3NH₃H₂O=Fe（OH）₃↓+3NH₄⁺；
故答案為：2Fe ²⁺+Cl₂=2Fe ³⁺+2Cl^-、Fe³⁺+3NH₃?H₂O=Fe（OH）₃↓+3NH₄⁺；
（3）兩次連續稱量的質量相差不能超過0.1g才能說明分解完全，故應繼續加熱并稱量；
故答案為：繼續加熱，冷卻至室溫時，稱量，直至兩次連續稱量質量差不超過0.1g；
（4）250mL溶液可以得到Fe₂O₃質量為10（W₂-W₁）g，鐵元素的質量為10（W₂-W₁）g×

112

160

=7（W₂-W₁）g，所以原氧化鐵樣品中鐵元素的質量分數=

7(W2-W1)

a

×100%；
故答案為：

7(W2-W1)

a

×100%；
（5）樣品溶于水，不加氯水，生成的氫氧化亞鐵在蒸干加熱時氫氧化亞鐵會迅速被氧氣氧化為氫氧化鐵，加熱最終轉化為Fe₂O₃，不影響鐵元素質量分數的測定，故該方案可行，
故答案為：4Fe（OH）₂+2H₂O+O₂=4Fe（OH）₃；

點評：本題考查溶液配制、離子檢驗、對實驗操作的理解與實驗方案的評價、化學計算等，難度中等，清楚測定原理是解題的關鍵，是對所學知識的綜合運用，需要學生具有扎實的基礎與運用知識分析解決問題的能力．