Question

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(yè)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(zhì)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，關閉彈簧夾K₂，并打開活塞a，緩慢滴加鹽酸。
Ⅱ.當       時，關閉彈簧夾K₁，打開彈簧夾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(jīng)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(zhì)量分數(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(zhì)量為325的鐵的氯化物，該物質(zhì)的分子式為            。
（6）FeCl₃的質(zhì)量分數(shù)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100mL溶液；取出10.00mL，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+2S₂O₃^2-═2I^-+S₄O₆^2-）。
①滴定終點的現(xiàn)象是：           _             
②樣品中氯化鐵的質(zhì)量分數(shù)              _           

Answer 1

（1）把亞鐵離子全部氧化成三價鐵離子    （2分）
（2）裝置A中不產(chǎn)生氣泡或量氣管和水準管液面不變（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 溶液由藍色變無色，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(jié)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(chǎn)生氫氣，所以裝置A中不產(chǎn)生氣泡或量氣管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晶體的操作步驟是：蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌、干燥．
（4）從工業(yè)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2FeCl₃溶液，所以吸收劑應是2FeCl₂溶液，反應的離子方程式為：2Fe²⁺ + Cl₂ = 2Fe³⁺。
（5）捕集器收集的是氣態(tài)FeCl₃，F(xiàn)eCl₃的相對分子質(zhì)量是162.5，由相對分子質(zhì)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(tài)FeCl₃可以聚合生成雙聚體Fe₂Cl₆。（備注：FeCl₃屬共價型化合物，能溶于乙醚、丙酮等有機溶劑，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(nèi)的溶液由藍色變?yōu)闊o色，且半分鐘內(nèi)不變色。所以滴定終點的現(xiàn)象是：溶液由藍色變?yōu)闊o色，且半分鐘內(nèi)不變色。
② 求樣品中氯化鐵的質(zhì)量分數(shù)
由反應：2Fe³⁺ + 2I ^- = 2Fe²⁺ + I₂；  I₂+2S₂O₃^2-═2I^-+S₄O₆^2-；可得關系式：
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)量分數(shù)為：
ω(Fe³⁺) = cV×10^-3 mol×10×162.5g/mol×100% =
考點：化學實驗設計與評價