Question

16．某化學興趣小組測定某FeCl₃樣品（含少量FeCl₂雜質）中鐵元素的質量分數，實驗按以下步驟進行：①稱取ag樣品，置于燒杯中；②加入適量鹽酸和適量蒸餾水，使樣品溶解，然后準確配制成250mL溶液；③準確量取25.00mL步驟②中配得的溶液，置于燒杯中，加入適量的氯水，使反應完全；④加入過量氨水，充分攪拌，使沉淀完全；⑤過濾，洗滌沉淀；⑥將沉淀轉移到坩堝內，加熱、攪拌，直到固體由紅褐色全部變為紅棕色后，在干燥器中冷卻至室溫后，稱量；⑦…
請根據上面的敘述，回答：
（1）如圖所示儀器中，本實驗步驟①②③中必須用到的儀器是E和C、F、G（填字母）．
（2）寫出步驟③中發生反應的離子方程式：2Fe²⁺+Cl₂=2Fe³⁺+2Cl^-．
（3）洗滌沉淀的操作是沿玻璃棒向漏斗中沉淀上注入蒸餾水至浸沒沉淀，靜置讓水自然流下，重復操作2～3次．
（4）若坩堝質量是W₁g，最終坩堝和固體的總質量是W₂g，則樣品中鐵元素的質量分數為$\frac{700（W{\;}_{2}-W{\;}_{1}）}{a}$%．（列出算式，不需化簡）

Answer 1

分析 （1）根據稱量、溶解、配制一定物質的量濃度的溶液、準確量取溶液等操作確定所需儀器；
（2）根據氯水能將FeCl₂氧化生成FeCl₃；
（3）洗滌沉淀主要是為了除去沉淀表面的可溶性雜質，在過濾器中進行；
（4）氫氧化鐵加熱灼燒后生成氧化鐵，坩堝質量是W₁，坩堝與加熱后固體總質量是W₂，則氧化鐵的質量為（W₂-W₁）g．氧化鐵中鐵元素的質量等于樣品中鐵元素的質量，進而計算鐵元素的質量分數．

解答 解：（1）根據題中提供的儀器可知，稱量時需要天平、鑰匙；溶解時需要燒杯、玻璃棒；配制一定物質的量濃度的溶液時需要量筒、燒杯、玻璃棒、膠頭滴管、一定規格的容量瓶；準確量取溶液需要酸式滴定管、洗耳球等，
故答案為：C、F、G；
（2）氯水能將FeCl₂氧化生成FeCl₃，離子方程式為：2Fe²⁺+Cl₂=2Fe³⁺+2Cl^-，
故答案為：2Fe²⁺+Cl₂=2Fe³⁺+2Cl^-；
（3）洗滌沉淀的方法是沿玻璃棒向漏斗中沉淀上注入蒸餾水至浸沒沉淀，靜置讓水自然流下，重復操作2～3次，
故答案為：沿玻璃棒向漏斗中沉淀上注入蒸餾水至浸沒沉淀，靜置讓水自然流下，重復操作2～3次；
（4）鐵元素質量守恒，即紅棕色固體中的鐵就是樣品中鐵，Fe₂O₃中鐵元素的質量為（W₂-W₁）g×$\frac{112}{160}$，樣品中鐵元素的質量（W₂-W₁）g×$\frac{112}{160}$×$\frac{250}{25}$=7（W₂-W₁）g，樣品中鐵元素的質量分數：$\frac{7（W{\;}_{2}-W{\;}_{1}）g}{ag}$×100%=$\frac{700（W{\;}_{2}-W{\;}_{1}）}{a}$%，
故答案為：$\frac{700（W{\;}_{2}-W{\;}_{1}）}{a}$%．

點評 本題主要考查溶液的配制、對實驗原理理解、對實驗操作的評價、物質含量的測定、化學計算等，難度中等，需要學生具備扎實的基礎知識與分析問題、解決問題能力．