Question

（15分）氯化鐵是常見的水處理劑，無水氯化鐵的熔點為555K、沸點為588K。工業制備氯化鐵的一種工藝如下：

回答下列問題
（1）取0.5mL氯化鐵溶液滴入50mL沸水中，再煮沸片刻得紅褐色透明液體，該過程可用離子方程式表示為         。
（2）已知FeCl₃·6H₂O在水中的溶解度如下：

溫度/℃	0	10	20	30	50	80	100
溶解度（g/100gH2O）	74.4	81.9	91.8	106.8	315.1	525.8	535.7

從FeCl₃溶液中獲得FeCl₃·6H₂O的方法是         。
（3）捕集器中溫度超過673K，存在相對分子質量為325的物質，該物質的化學式為         。
（4）室溫時向FeCl₃溶液中滴加NaOH溶液，當溶液中c(Fe³⁺)≤1.0×10^-5 mol·L^-1時，視作Fe³⁺沉淀完全，則Fe³⁺沉淀完全的pH至少為         （已知Ksp［Fe(OH)₃］=1.0×10^-38）。
（5）吸收劑X是         ，吸收塔中吸收劑X的作用是         。
（6）測定樣品中FeCl₃的質量分數的方法是：
a．稱取mg無水氯化鐵樣品，溶于稀鹽酸，再轉移到100mL容量瓶，用蒸餾水定容
b．取出10mL待測溶液于錐形瓶中，加入稍過量的KI溶液充分反應
c．以淀粉作指示劑，用b mol·L^-1Na₂S₂O₃溶液滴定（I₂+2 Na₂S₂O₃= Na₂S₄O₆+2NaI），共用去VmL。①樣品中氯化鐵的質量分數為         。
②若用上述辦法測定的樣品中FeCl₃的質量分數偏低（測定過程中產生的誤差可忽略），其原因可能是         。

Answer 1

共15分
（1）Fe³⁺+3H₂OFe(OH)₃（膠體）+3H⁺ （2分，漏寫膠體扣1分）
（2）加入少量鹽酸，加熱濃縮，再冷卻結晶（2分，不答出加少量鹽酸不得分）
（3）Fe₂Cl₆（2分）
（4）3（1分）
（5）FeCl₂溶液（1分），吸收反應爐中過量的氯氣和少量氯化鐵煙氣（2分）
（6）①（3分）②樣品中含有雜質FeCl₂(2分)

（1）該過程為Fe(OH)₃（膠體）的制備，所以反應的離子方程式為：Fe³⁺+3H₂OFe(OH)₃（膠體）+3H⁺。
（2）在FeCl₃溶液中，由于Fe³⁺是弱堿陽離子，存在如下水解過程：Fe³⁺+3H₂O?Fe(OH)₃+3H⁺，而水解是吸熱過程，溫度越高越易水解，所以，為了抑制Fe³⁺的水解，在加熱濃縮氯化鐵溶液前，要加入少量鹽酸，又由于FeCl₃·6H₂O的溶解隨溫度的升高而升高的，所以，在FeCl₃溶液中得到FeCl₃·6H₂O的方法，可采用：加入少量鹽酸，加熱濃縮，再冷卻結晶。
（3）因為FeCL3的相對分子質量為162.5，所以捕集器中溫度超過673K，存在相對分子質量為325的物質為Fe₂Cl₆。
（4）根據Ksp［Fe(OH)₃］=1.0×10^-38，所以
c(Fe³⁺)·c³(OH^-)=1.0×10^-38
c(Fe³⁺)=≤1.0×10^-5 mol·L^-1
c³(OH^-)≥
c(OH^-)≥1.0×10^-11 mol·L^-1
       即：≥1.0×10^-11
得：c(H⁺)≤1.0×10^-3
pH≥3
（5）因為從吸收塔中出來成分為FeCL₃溶液，而從反應爐中出來的尾氣中含有過量的氯氣和少量的氯化鐵煙氣，所以，吸收劑為FeCl₂溶液，其作用為吸收反應爐中過量的氯氣和少量氯化鐵煙氣。
（6）①消耗Na₂S₂O₃的的物質的量為Vb×10^-3mol;由反應方程式I₂+2 Na₂S₂O₃= Na₂S₄O₆+2NaI可知，反應的I₂的物質的量為1/2Vb×10^-3mol，又因為2Fe³⁺+2I^-==2Fe²⁺+I₂,故FeCl₃的物質的量為Vb×10^-3mol，所以在100mL溶液中，FeCl₃的物質的量為Vb×10^-2mol，
得質量分數為：（Vb×10^-2mol×162.5）/m ==。
②若用上述辦法測定的樣品中FeCl₃的質量分數偏低，則說明樣品還含有還原性的物質存在，故，樣品中含有雜質FeCl₂