Question

20．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，實驗室按以下步驟進行：
①稱量a g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，加熱使反應完全；
④趁熱迅速加入過量氨水，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，直到固體全部由紅褐色變為紅棕色后，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A、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）洗滌是洗去附著在沉淀上的NH₄⁺、Cl^-、OH^-（寫離子符號），洗滌沉淀的操作是向漏斗里注入蒸餾水，使水面沒過濾渣，等水自然流完后，重復操作2～3次．
（4）如何確定沉淀是否洗滌干凈的操作是取最后一滴洗滌液，加入硝酸銀溶液，如果沒有沉淀生成，則證明洗滌干凈．
（5）若坩堝質量是W₁，坩堝與加熱后固體總質量是W₂，則樣品中鐵元素的質量分數為：$\frac{（{W}_{2}-{W}_{1}）g×\frac{112}{160}×\frac{250}{25}}{ag}$×100%．（列出算式，不需化簡）
（6）該興趣小組中甲學生認為：實驗步驟③中不加入氯水，其余步驟不變，仍可達到實驗目的．你認為甲學生的觀點是否正確？正確（填正確或錯誤）；請說明理由：FeCl₃、FeCl₂溶液中加入過量氨水，生成Fe（OH）₃和Fe（OH）₂沉淀，在操作過程中Fe（OH）₂會被空氣進一步氧化生成Fe（OH）₃，最后所得生成物只有Fe₂O₃，對實驗結果無影響，故甲同學的觀點正確．

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）根據溶液中含有氨水、氯化銨來確定離子；根據洗滌沉淀的方法；
（4）因為沉淀中含有Cl^-，據此檢驗沉淀是否洗滌干凈；
（5）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；
（6）根據FeCl₃、FeCl₂溶液中加入過量氨水，生成Fe（OH）₃和Fe（OH）₂沉淀，在操作過程中Fe（OH）₂會被空氣進一步氧化生成Fe（OH）₃，最后所得生成物只有Fe₂O₃．

解答 解：（1）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，
故答案為：A、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）溶液中含有氨水、氯化銨，所以離子有：NH₄⁺、Cl^-、OH^-；洗滌沉淀的方法是向漏斗里注入蒸餾水，使水面沒過濾渣，等水自然流完后，重復操作2～3次，
故答案為：NH₄⁺、Cl^-、OH^-；向漏斗里注入蒸餾水，使水面沒過濾渣，等水自然流完后，重復操作2～3次；
（4）因為沉淀中含有Cl^-，確定沉淀是否洗滌干凈的操作是：取最后一滴洗滌液，加入硝酸銀溶液，如果沒有沉淀生成，則證明洗滌干凈，
故答案為：取最后一滴洗滌液，加入硝酸銀溶液，如果沒有沉淀生成，則證明洗滌干凈；
（5）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×$\frac{112}{160}$×$\frac{250}{25}$，樣品中鐵元素的質量分數$\frac{（{W}_{2}-{W}_{1}）g×\frac{112}{160}×\frac{250}{25}}{ag}$×100%，
故答案為：$\frac{（{W}_{2}-{W}_{1}）g×\frac{112}{160}×\frac{250}{25}}{ag}$×100%．
（6）因FeCl₃、FeCl₂溶液中加入過量氨水，生成Fe（OH）₃和Fe（OH）₂沉淀，在操作過程中Fe（OH）₂會被空氣進一步氧化生成Fe（OH）₃，最后所得生成物只有Fe₂O₃，仍可達到實驗目的，故甲同學的觀點正確，
故答案為：正確；FeCl₃、FeCl₂溶液中加入過量氨水，生成Fe（OH）₃和Fe（OH）₂沉淀，在操作過程中Fe（OH）₂會被空氣進一步氧化生成Fe（OH）₃，最后所得生成物只有Fe₂O₃，對實驗結果無影響，故甲同學的觀點正確．

點評 本題主要考查學生溶液的配制、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，題目難度中等，需要學生具備扎實的基礎知識與分析問題、解決問題能力．