Question

10．某氯化鐵樣品含有少量FeCl₂雜質(zhì)．現(xiàn)要測(cè)定其中鐵元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，實(shí)驗(yàn)按以下步驟進(jìn)行：請(qǐng)根據(jù)下面流程，回答以下問(wèn)題：

（1）操作Ⅰ所用到的玻璃儀器除燒杯、玻璃棒外，還必須有250mL容量瓶、膠頭滴管（填儀器名稱），操作Ⅱ必須用到的儀器是D（填編號(hào)）．
A．50mL燒杯   B．50mL量筒   C．100mL量筒   D．25mL滴定管
（2）請(qǐng)寫出加入溴水發(fā)生的離子反應(yīng)方程式2Fe²⁺+Br₂=2Fe³⁺+2Br^-，加入氨水要過(guò)量的原因是為了使Fe³⁺充分沉淀．
（3）檢驗(yàn)沉淀是否已經(jīng)洗滌干凈的操作是取最后一次洗滌液，于試管中，滴加少量硝酸銀溶液，若無(wú)黃色沉淀生成，則證明洗滌干凈．
（4）若蒸發(fā)皿質(zhì)量是W₁ g，蒸發(fā)皿與加熱后固體總質(zhì)量是W₂ g，則樣品中鐵元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是$\frac{1120（{W}_{2}-{W}_{1}）}{160a}$×100% （列出原始計(jì)算式，不需化簡(jiǎn)）；若稱量準(zhǔn)確，最終測(cè)量的結(jié)果偏大，則造成誤差的原因可能是加熱時(shí)固體未充分反應(yīng)變?yōu)镕e₂O₃．（寫出一種原因即可）．

Answer 1

分析 本實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖菧y(cè)定鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，采取的方法是使樣品溶解、反應(yīng)、最終生成氧化鐵，然后通過(guò)氧化鐵質(zhì)量來(lái)求鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．
（1）由圖可知，操作I是將加入鹽酸反應(yīng)的溶液稀釋成250.00mL溶液，故需要250mL的容量瓶；操作II是準(zhǔn)確量取25.00mL的稀釋后的溶液，故應(yīng)需要滴定管；
（2）加溴水目的是讓+2價(jià)鐵變?yōu)?3價(jià)，加氨水就是使+3價(jià)鐵充分轉(zhuǎn)化為Fe（OH）₃沉淀；
（3）溶液中存在溴化銨，可用硝酸酸化的硝酸銀溶液檢驗(yàn)最后一次洗滌液中是否存在溴離子；
（4）加熱分解所得的物質(zhì)是Fe₂O₃，其質(zhì)量為（W₂-W₁）g，由于去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(xué)式計(jì)算鐵元素的質(zhì)量，再利用質(zhì)量分?jǐn)?shù)的定義計(jì)算原氧化鐵樣品中鐵元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．

解答 解：（1）因配制一定物質(zhì)的量濃度的溶液所需要的儀器有：量筒、膠頭滴管、燒杯、玻璃棒、一定規(guī)格的容量瓶，操作I是將加入鹽酸反應(yīng)的溶液稀釋成250.00mL溶液，故需要250mL的容量瓶；因操作II為滴定操作，必須用滴定管，選D，
故答案：250mL容量瓶；膠頭滴管；D；
（2）因Br₂具有氧化性，能氧化Fe²⁺：2Fe²⁺+Br₂=2Fe³⁺+2Br^-；為了使Fe³⁺充分沉淀，氨水要過(guò)量，形成氫氧化鐵沉淀，經(jīng)灼燒得到氧化鐵固體，
故答案為：2Fe²⁺+Br₂=2Fe³⁺+2Br^-；為了使Fe³⁺充分沉淀；
（3）溶液中存在溴化銨，可用硝酸酸化的硝酸銀溶液檢驗(yàn)最后一次洗滌液中是否存在溴離子，以判斷沉淀是否洗凈，
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(wú)黃色沉淀生成，則證明洗滌干凈；
（4）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(yīng)的溶液只取所配溶液的$\frac{1}{10}$，因此鐵元素的質(zhì)量為10×（W₂-W₁）g×$\frac{112}{160}$，樣品中鐵元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是$\frac{10×112（{W}_{2}-{W}_{′}）}{160a}$×100%=$\frac{1120（{W}_{2}-{W}_{1}）}{160a}$×100%；如氫氧化鐵為完全分解，計(jì)算出鐵元素的質(zhì)量偏高，最終測(cè)量的結(jié)果偏大，
故答案為：$\frac{1120（{W}_{2}-{W}_{1}）}{160a}$×100%；加熱時(shí)固體未充分反應(yīng)變?yōu)镕e₂O₃．

點(diǎn)評(píng) 本題考查溶液配制、離子檢驗(yàn)、對(duì)實(shí)驗(yàn)操作的理解與實(shí)驗(yàn)方案的評(píng)價(jià)、化學(xué)計(jì)算等，難度中等，清楚測(cè)定原理是解題的關(guān)鍵，是對(duì)所學(xué)知識(shí)的綜合運(yùn)用，需要學(xué)生具有扎實(shí)的基礎(chǔ)與運(yùn)用知識(shí)分析解決問(wèn)題的能力．