Question

5．某氯化鐵樣品含有FeCl₂雜質(zhì)．現(xiàn)要測定其中鐵元素的質(zhì)量分數(shù)，實驗按以下步驟進行：

（1）操作I所用到的玻璃儀器除燒杯、玻璃棒外，還必須有100mL容量瓶膠頭滴管（填儀器名稱）．
（2）加入過量氨水生成沉淀的離子方程式為Fe³⁺+3NH₃•H₂O=Fe（OH）₃↓+3NH₄⁺；
（3）若不用氯水，可用下列試劑中的AC代替（填序號）．
A．H₂O₂    B．碘水    C．NaClO
（4）步驟⑤中檢驗沉淀是否洗凈的方法是取最后一次洗滌液于試管中，加入AgNO₃溶液，溶液不變渾濁，說明沉淀洗滌干凈．
（5）有人認為該實驗中有一步操作是不必要的，請指出該步操作是加入鹽酸
（6）若坩堝質(zhì)量為W₁g，坩堝及灼燒后的固體總質(zhì)量為W₂g，樣品中鐵元素的質(zhì)量分數(shù)為$\frac{7（{W}_{2}-{W}_{1}）}{2a}$×100%（請把結(jié)果約到最簡）．

Answer 1

分析 測定鐵的質(zhì)量分數(shù)，采取的方法是使樣品溶解、然后加入氯水氧化生成鐵離子，加入氨水生成氫氧化鐵沉淀，最終生成氧化鐵，然后通過氧化鐵質(zhì)量來求鐵的質(zhì)量分數(shù)．
（1）由圖可知，操作I是將加入鹽酸反應的溶液稀釋成100.00mL溶液，需要燒杯溶解，用玻璃棒攪拌，引流等，定容需要膠頭滴管，100ml容量瓶；
（2）加入氨水和鐵離子反應生成氫氧化鐵沉淀；
（3）不用氯水可以用過氧化氫、次氯酸鈉代替做氧化劑，碘水中碘單質(zhì)不能氧化亞鐵離子；
（4）溶液中存在氯化銨，可用硝酸酸化的硝酸銀溶液檢驗最后一次洗滌液中是否存在氯離子，以判斷沉淀是否洗凈；
（5）氯化鐵、氯化亞鐵都溶于水，無需加入鹽酸；
（6）加熱分解所得的物質(zhì)是Fe₂O₃，其質(zhì)量為（W₂-W₁）g，由于用去20mL溶液，故100mL溶液可以得到Fe₂O₃質(zhì)量為5（W₂-W₁）g，根據(jù)化學式計算鐵元素的質(zhì)量，再利用質(zhì)量分數(shù)的定義計算原氧化鐵樣品中鐵元素的質(zhì)量分數(shù)．

解答 測定鐵的質(zhì)量分數(shù)，采取的方法是使樣品溶解、然后加入氯水氧化生成鐵離子，加入氨水生成氫氧化鐵沉淀，最終生成氧化鐵，然后通過氧化鐵質(zhì)量來求鐵的質(zhì)量分數(shù)．
（1）由圖可知，操作I是將加入鹽酸反應的溶液稀釋成100.00mL溶液，玻璃儀器除量筒、100mL的容量瓶外，還必須有溶解的燒杯和玻璃棒，容量瓶定容需要用膠頭滴管定容；
故答案為：100mL容量瓶、膠頭滴管；
（2）加入氨水和鐵離子反應生成氫氧化鐵沉淀，反應的離子方程式為：Fe³⁺+3NH₃•H₂O=Fe（OH）₃↓+3NH₄⁺；
故答案為：Fe³⁺+3NH₃•H₂O=Fe（OH）₃↓+3NH₄⁺；
（3）加氯水就是讓+2價鐵變?yōu)?3價，發(fā)生反應為：2Fe ²⁺+Cl₂=2Fe ³⁺+2Cl^-，不用氯水可以用過氧化氫、次氯酸鈉代替做氧化劑，碘水中碘單質(zhì)不能氧化亞鐵離子，故AC符合；
故答案為：AC；
（4）溶液中存在氯化銨，可用硝酸酸化的硝酸銀溶液檢驗最后一次洗滌液中是否存在氯離子，方法是取最后一次洗滌液于試管中，滴加少量硝酸銀溶液，若無白色沉淀生成，則證明已洗滌干凈，
故答案為：取最后一次洗滌液于試管中，滴加少量硝酸銀溶液，若無白色沉淀生成，則證明已洗滌干凈；
（5）氯化鐵、氯化亞鐵都溶于水，無需加入鹽酸，故答案為：加入鹽酸；
（6）因鐵元素質(zhì)量守恒，即紅棕色固體中的鐵就是樣品中鐵，F(xiàn)e₂O₃的質(zhì)量為W₂-W₁g，由于參加反應的溶液只取所配溶液的$\frac{1}{5}$，因此鐵元素的質(zhì)量為5×（W₂-W₁）g×$\frac{2×56}{160}$，樣品中鐵元素的質(zhì)量分數(shù)是$\frac{\frac{{W}_{2}-{W}_{1}}{160}×2×56×5}{a}$×100%=$\frac{7（{W}_{2}-{W}_{1}）}{2a}$×100%；
故答案為：$\frac{7（{W}_{2}-{W}_{1}）}{2a}$×100%．

點評 本題考查物質(zhì)含量的測定，涉及溶液配制、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．