Question

【題目】氯化鐵是常見的水處理劑，利用廢鐵屑可制備無水氯化鐵。實驗室制備裝置和工業制備流程圖如下：

已知：(1)無水FeCl3的熔點為555 K、沸點為588 K。

(2)廢鐵屑中的雜質不與鹽酸反應。

(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

實驗室制備操作步驟如下：

Ⅰ.打開彈簧夾K1，關閉活塞K2，并打開活塞a，緩慢滴加鹽酸；

Ⅱ.當……時，關閉彈簧夾K1，打開活塞K2，當A中溶液完全進入燒杯后關閉活塞a；

Ⅲ.將燒杯中溶液經過一系列操作后得到FeCl3·6H2O晶體。

請回答：

(1)燒杯中足量的H2O2溶液的作用是_____________________________。

(2)為了測定廢鐵屑中鐵的質量分數，操作Ⅱ中“…”的內容是______________。

(3)從FeCl3溶液制得FeCl3·6H2O晶體的操作步驟是加入______________后__________________、過濾、洗滌、干燥。

(4)試寫出吸收塔中反應的離子方程式：______________________。

(5)捕集器溫度超過673 K時，存在相對分子質量為325的鐵的氯化物，該物質的分子式(相對原子質量：Cl－35.5、Fe－56)為____________。

(6)FeCl3的質量分數通常可用碘量法測定：稱取m g無水氯化鐵樣品，溶于稀鹽酸，配制成100 mL溶液；取出10.00 mL，加入稍過量的KI溶液，充分反應后，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＋2S2O32－＝2I－＋S4O62－)。

①滴定終點的現象是________________________________________________；

②樣品中氯化鐵的質量分數為__________________________。

Answer 1

【答案】把亞鐵離子全部氧化成三價鐵離子 裝置A中不產生氣泡或量氣筒和水準管液面不變 鹽酸 蒸發濃縮、冷卻結晶 2Fe2＋＋Cl2＝2Fe3＋＋2Cl－ Fe2Cl6 溶液由藍色變為無色，且半分鐘內不變色 %

【解析】

(1)根據實驗裝置和操作步驟可知，實驗室制備無水FeCl3，是利用鐵與鹽酸反應生成FeCl2，然后把FeCl2氧化成FeCl3，先制得FeCl3·6H2O晶體，再脫結晶水制得無水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鐵離子。

(2)鐵與鹽酸反應完全時，不再產生氫氣，所以裝置A中不產生氣泡或量氣筒和水準管的液面不再變化，此時，可將A中FeCl2溶液放入燒杯中進行氧化。

(3)從FeCl3溶液制得FeCl3·6H2O晶體，為了防止FeCl3溶液發生水解，則先加入鹽酸，后蒸發濃縮、冷卻結晶、過濾、洗滌、干燥。

(4)從工業制備流程圖分析可知，反應爐中進行的反應是2Fe＋3Cl2＝2FeCl3，因此進入吸收塔中的尾氣是沒有參加反應的氯氣，在吸收塔中氯氣被吸收劑吸收，反應后生成FeCl3溶液，所以吸收劑應是FeCl2溶液，反應的離子方程式為2Fe2＋＋Cl2＝2Fe3＋＋2Cl－。

(5)捕集器收集的是氣態FeCl3，FeCl3的相對分子質量是162.5，由相對分子質量為325的鐵的氯化物可以推出，當溫度超過673 K時，二分子氣態FeCl3可以聚合生成雙聚體Fe2Cl6。

(6)①稱取m g無水氯化鐵樣品，溶于稀鹽酸，配制成100 mL溶液；取出10.00 mL，加入稍過量的KI溶液，充分反應后，滴入幾滴淀粉溶液，此時溶液呈藍色，用Na2S2O3溶液滴定，滴入最后一滴Na2S2O3溶液，錐形瓶內的溶液由藍色變為無色，且半分鐘內不變色。所以滴定終點的現象是溶液由藍色變為無色，且半分鐘內不變色；

②由反應：2Fe3＋＋2I－＝2Fe2＋＋I2、I2＋2S2O32－＝2I－＋S4O62－可得關系式：2Fe3＋～I2～2S2O32－，求得n(Fe3＋)＝cV×10－3 mol，則樣品中氯化鐵的質量分數為ω(Fe3＋)＝×100%＝%。