Question

氯化鐵是常見(jiàn)的水處理劑，利用廢鐵屑可制備無(wú)水氯化鐵。實(shí)驗(yàn)室制備裝置和工業(yè)制備流程圖如下：

已知：(1)無(wú)水FeCl₃的熔點(diǎn)為555 K、沸點(diǎn)為588 K。
(2) 廢鐵屑中的雜質(zhì)不與鹽酸反應(yīng)
(3)不同溫度下六水合氯化鐵在水中的溶解度如下：

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

 
實(shí)驗(yàn)室制備操作步驟如下：
Ⅰ.打開(kāi)彈簧夾K₁，關(guān)閉彈簧夾K₂，并打開(kāi)活塞a，緩慢滴加鹽酸。
Ⅱ.當(dāng)       時(shí)，關(guān)閉彈簧夾K₁，打開(kāi)彈簧夾K₂，當(dāng)A中溶液完全進(jìn)入燒杯后關(guān)閉活塞a。
Ⅲ.將燒杯中溶液經(jīng)過(guò)一系列操作后得到FeCl₃·6H₂O晶體。
請(qǐng)回答：
（1）燒杯中足量的H₂O₂溶液的作用是       。
（2）為了測(cè)定廢鐵屑中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，操作Ⅱ中“……”的內(nèi)容是__________。
（3）從FeCl₃溶液制得FeCl₃?6H₂O晶體的操作步驟是：加入 _   后、  _  、過(guò)濾、洗滌、干燥．
（4）試寫出吸收塔中反應(yīng)的離子方程式：             。
（5）捕集器溫度超過(guò)673 K時(shí)，存在相對(duì)分子質(zhì)量為325的鐵的氯化物，該物質(zhì)的分子式為            。
（6）FeCl₃的質(zhì)量分?jǐn)?shù)通�？捎玫饬糠�測(cè)定：稱取m g無(wú)水氯化鐵樣品，溶于稀鹽酸，配制成100mL溶液；取出10.00mL，加入稍過(guò)量的KI溶液，充分反應(yīng)后，滴入幾滴淀粉溶液，并用c mol?L^-1 Na₂S₂O₃溶液滴定，消耗V mL（已知：I₂+2S₂O₃^2-═2I^-+S₄O₆^2-）。
①滴定終點(diǎn)的現(xiàn)象是：           _             
②樣品中氯化鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)              _           

Answer 1

（1）把亞鐵離子全部氧化成三價(jià)鐵離子    （2分）
（2）裝置A中不產(chǎn)生氣泡或量氣管和水準(zhǔn)管液面不變（其他合理答案也給分）（2分）
（3）鹽酸（1分）    蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶（1分）
（4）2Fe²⁺ + Cl₂ = 2Fe³⁺ （2分）
（5）Fe₂Cl₆（2分）
（6）① 溶液由藍(lán)色變無(wú)色，且半分鐘內(nèi)不變色（2分）
②（2分）

解析試題分析：（1）根據(jù)實(shí)驗(yàn)裝置和操作步驟可知，實(shí)驗(yàn)室制備無(wú)水FeCl₃，是利用鐵與鹽酸反應(yīng)生成FeCl₂，然后把FeCl₂氧化成FeCl₃，先制得FeCl₃·6H₂O晶體，再脫結(jié)晶水制得無(wú)水FeCl₃。燒杯中足量的H₂O₂溶液是作氧化劑，把亞鐵離子全部氧化成三價(jià)鐵離子；
（2）鐵與鹽酸反應(yīng)完全時(shí)，不再產(chǎn)生氫氣，所以裝置A中不產(chǎn)生氣泡或量氣管和水準(zhǔn)管的液面不再變化，此時(shí)，可將A中FeCl₂溶液放入燒杯中進(jìn)行氧化。
（3）從FeCl₃溶液制得FeCl₃?6H₂O晶體的操作步驟是：蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過(guò)濾、洗滌、干燥．
（4）從工業(yè)制備流程圖分析可知，反應(yīng)爐中進(jìn)行的反應(yīng)是 2Fe + 3Cl₂ = 2FeCl₃，因此，進(jìn)入吸收塔中的尾氣是沒(méi)有參加反應(yīng)的氯氣，在吸收塔中氯氣被吸收劑吸收，反應(yīng)后生成2FeCl₃溶液，所以吸收劑應(yīng)是2FeCl₂溶液，反應(yīng)的離子方程式為：2Fe²⁺ + Cl₂ = 2Fe³⁺。
（5）捕集器收集的是氣態(tài)FeCl₃，F(xiàn)eCl₃的相對(duì)分子質(zhì)量是162.5，由相對(duì)分子質(zhì)量為325的鐵的氯化物可以推出，當(dāng)溫度超過(guò)673 K時(shí)，二分子氣態(tài)FeCl₃可以聚合生成雙聚體Fe₂Cl₆。（備注：FeCl₃屬共價(jià)型化合物，能溶于乙醚、丙酮等有機(jī)溶劑，在673K蒸氣中有雙聚體，1023K以上分解為單分子）。
（6）①稱取m g無(wú)水氯化鐵樣品，溶于稀鹽酸，配制成100mL溶液；取出10.00mL，加入稍過(guò)量的KI溶液，充分反應(yīng)后，滴入幾滴淀粉溶液，此時(shí)溶液呈藍(lán)色，用 Na₂S₂O₃溶液滴定，滴入最后一滴Na₂S₂O₃溶液，錐形瓶?jī)?nèi)的溶液由藍(lán)色變?yōu)闊o(wú)色，且半分鐘內(nèi)不變色。所以滴定終點(diǎn)的現(xiàn)象是：溶液由藍(lán)色變?yōu)闊o(wú)色，且半分鐘內(nèi)不變色。
② 求樣品中氯化鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)
由反應(yīng)：2Fe³⁺ + 2I ^- = 2Fe²⁺ + I₂；  I₂+2S₂O₃^2-═2I^-+S₄O₆^2-；可得關(guān)系式：
2Fe³⁺  —  I₂ —  2S₂O₃^2-
1                1
n              cV×10^-3  
求得n(Fe³⁺) = cV×10^-3 mol， 則樣品中氯化鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：
ω(Fe³⁺) = cV×10^-3 mol×10×162.5g/mol×100% =
考點(diǎn)：化學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià)