Question

三氯化鐵是中學化學實驗室中必不可少的重要試劑。某興趣小組利用廢鐵屑(含少量銅等不與鹽酸反應的雜質(zhì))來制備 FeCl₃·6H₂O，該同學設計的實驗裝置如下圖所示，A中放有m g廢鐵屑，燒杯中盛有過量的稀硝酸，實驗時打開a，關閉b，從分液漏斗內(nèi)向A中加過量的稀鹽酸，此時溶液呈淺綠色，再打開b 進行過濾，過濾結束后，取燒杯內(nèi)溶液倒入蒸發(fā)皿加熱，蒸發(fā)掉部分水并使多余HNO₃分解，再降溫結晶得FeCl₃·6H₂O晶體。

填寫下列空白：

(1)如何檢查裝置A的氣密性：________________________。

(2)滴加鹽酸時，發(fā)現(xiàn)反應速率較之同濃度鹽酸與純鐵粉反應要快，其原因是_____________

___________________。

(3)將燒杯內(nèi)溶液用蒸發(fā)、濃縮、再降溫結晶法制得FeCl₃·6H₂O晶體，而不用直接蒸發(fā)結晶的方法來制得晶體的理由是_______________________________________________________。

(4)用該法制得的晶體中往往混有Fe (NO₃)₃，為了制得較純凈的FeCl₃·6H₂O，可將燒杯內(nèi)的稀硝酸換成________________________________________。

(5)若要測廢鐵屑的純度，可測出從B中放出氣體的體積V (已折算成標準狀況，單位：L)，則廢鐵屑的純度為__________(用含m、V的代數(shù)式表示)，請在框圖C中畫出必要的裝置。

Answer 1

(1)①關閉活塞a、活塞b，打開分液漏斗活塞和瓶蓋，從中注水，漏斗下端會形成一段液柱，一段時間后，若液柱緩緩下移，說明氣密性不好，若液柱停止不動，則說明氣密性好。②關閉分液漏斗活塞和活塞b，打開活塞a，將管口B接一段帶玻璃管的乳膠管并放入水槽中，用雙手捂住裝置A，若水槽中有氣泡產(chǎn)生，放開雙手玻璃管中形成一段液柱，則氣密性良好。

(2)鐵粉與雜質(zhì)銅形成原電池反應，加快了反應速率

(3)因為氯化鐵是強酸弱堿鹽水解生成氫氧化鐵和鹽酸，加熱蒸干時使HCl揮發(fā)造成水解平衡右移，因此得不到FeCl₃·6H₂O晶體

(4)雙氧水或新制氯水

(5)或

解析：(1)檢驗裝置的氣密性可以用加熱法和注水法。

(3)直接蒸發(fā)結晶FeCl₃·6H₂O時，因為FeCl₃+3H₂OFe(OH)₃+3HCl，HCl逸出使得水解正向進行，因此得不到FeCl₃·6H₂O。

(4)不引入雜質(zhì)并能將FeCl₂氧化的物質(zhì)是Cl₂或H₂O₂。

(5)產(chǎn)生的氣體為氫氣。

 Fe+2HClFeCl₂+H₂↑

56 g                   22.4 L

m(Fe)                   V L

所以m(Fe)=

故廢鐵屑的純度為×100%=×100%