题目

题型：不详难度：来源：

氯化铁是常见的水处理剂，利用废铁屑可制备无水氯化铁。实验室制备装置和工业制备流程图如下：

已知：(1)无水FeCl₃的熔点为555 K、沸点为588 K。
(2) 废铁屑中的杂质不与盐酸反应
(3)不同温度下六水合氯化铁在水中的溶解度如下：

温度/℃	0	20	80	100
溶解度(g/100 g H2O)	74.4	91.8	525.8	535.7

 
实验室制备操作步骤如下：
Ⅰ.打开弹簧夹K₁，关闭弹簧夹K₂，并打开活塞a，缓慢滴加盐酸。
Ⅱ.当       时，关闭弹簧夹K₁，打开弹簧夹K₂，当A中溶液完全进入烧杯后关闭活塞a。
Ⅲ.将烧杯中溶液经过一系列操作后得到FeCl₃·6H₂O晶体。
请回答：
（1）烧杯中足量的H₂O₂溶液的作用是       。
（2）为了测定废铁屑中铁的质量分数，操作Ⅱ中“……”的内容是__________。
（3）从FeCl₃溶液制得FeCl₃•6H₂O晶体的操作步骤是：加入 _   后、  _  、过滤、洗涤、干燥．
（4）试写出吸收塔中反应的离子方程式：             。
（5）捕集器温度超过673 K时，存在相对分子质量为325的铁的氯化物，该物质的分子式为            。
（6）FeCl₃的质量分数通常可用碘量法测定：称取m g无水氯化铁样品，溶于稀盐酸，配制成100mL溶液；取出10.00mL，加入稍过量的KI溶液，充分反应后，滴入几滴淀粉溶液，并用c mol•L^-1 Na₂S₂O₃溶液滴定，消耗V mL（已知：I₂+2S₂O₃^2-═2I^-+S₄O₆^2-）。
①滴定终点的现象是：           _             
②样品中氯化铁的质量分数              _           

答案

（1）把亚铁离子全部氧化成三价铁离子    （2分）
（2）装置A中不产生气泡或量气管和水准管液面不变（其他合理答案也给分）（2分）
（3）盐酸（1分）    蒸发浓缩、冷却结晶（1分）
（4）2Fe²⁺ + Cl₂ = 2Fe³⁺ （2分）
（5）Fe₂Cl₆（2分）
（6）① 溶液由蓝色变无色，且半分钟内不变色（2分）
②（2分）

解析

试题分析：（1）根据实验装置和操作步骤可知，实验室制备无水FeCl₃，是利用铁与盐酸反应生成FeCl₂，然后把FeCl₂氧化成FeCl₃，先制得FeCl₃·6H₂O晶体，再脱结晶水制得无水FeCl₃。烧杯中足量的H₂O₂溶液是作氧化剂，把亚铁离子全部氧化成三价铁离子；
（2）铁与盐酸反应完全时，不再产生氢气，所以装置A中不产生气泡或量气管和水准管的液面不再变化，此时，可将A中FeCl₂溶液放入烧杯中进行氧化。
（3）从FeCl₃溶液制得FeCl₃•6H₂O晶体的操作步骤是：蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥．
（4）从工业制备流程图分析可知，反应炉中进行的反应是 2Fe + 3Cl₂ = 2FeCl₃，因此，进入吸收塔中的尾气是没有参加反应的氯气，在吸收塔中氯气被吸收剂吸收，反应后生成2FeCl₃溶液，所以吸收剂应是2FeCl₂溶液，反应的离子方程式为：2Fe²⁺ + Cl₂ = 2Fe³⁺。
（5）捕集器收集的是气态FeCl₃，FeCl₃的相对分子质量是162.5，由相对分子质量为325的铁的氯化物可以推出，当温度超过673 K时，二分子气态FeCl₃可以聚合生成双聚体Fe₂Cl₆。（备注：FeCl₃属共价型化合物，能溶于乙醚、丙酮等有机溶剂，在673K蒸气中有双聚体，1023K以上分解为单分子）。
（6）①称取m g无水氯化铁样品，溶于稀盐酸，配制成100mL溶液；取出10.00mL，加入稍过量的KI溶液，充分反应后，滴入几滴淀粉溶液，此时溶液呈蓝色，用 Na₂S₂O₃溶液滴定，滴入最后一滴Na₂S₂O₃溶液，锥形瓶内的溶液由蓝色变为无色，且半分钟内不变色。所以滴定终点的现象是：溶液由蓝色变为无色，且半分钟内不变色。
② 求样品中氯化铁的质量分数
由反应：2Fe³⁺ + 2I ^- = 2Fe²⁺ + I₂；  I₂+2S₂O₃^2-═2I^-+S₄O₆^2-；可得关系式：
2Fe³⁺  —  I₂ —  2S₂O₃^2-
1                1
n              cV×10^-3  
求得n(Fe³⁺) = cV×10^-3 mol， 则样品中氯化铁的质量分数为：
ω(Fe³⁺) = cV×10^-3 mol×10×162.5g/mol×100% =