Question

10．工業(yè)生產(chǎn)中會產(chǎn)生大量的廢鐵屑，可將其“變廢為寶”制成化工原料氯化鐵．實驗室中利用如圖所示裝置探究由廢鐵屑制備FeCl₃•6H₂O晶體的原理并測定鐵屑中鐵單質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)（雜質(zhì)不溶于水且不與酸反應）．
（1）裝置A的名稱為分液漏斗．
（2）檢驗該裝置氣密性的具體操作如下：
①關閉活塞a和活塞b；打開彈簧夾K₁；②向水準管中加水，使水準管液面高于量氣管液面；③一段時間后，水準管內(nèi)液面高于量氣管內(nèi)液面，且液面差保持穩(wěn)定．取m g廢鐵屑加入B裝置中，在A中加入足量的鹽酸后進行下列操作：
Ⅰ．打開彈簧夾K₁，關閉活塞b，打開活塞a，緩慢滴加鹽酸．
Ⅱ．當裝置D的量氣管一側液面不再下降時，關閉彈簧夾K₁，打開活塞b，當A中溶液完全進入燒杯后關閉活塞a、b．
Ⅲ．將燒杯中的溶液經(jīng)過一系列操作后得到FeCl₃•6H₂O晶體．
請回答：
（3）用離子方程式表示燒杯中足量的H₂O₂溶液的作用：H₂O₂+2Fe²⁺+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O．
（4）實驗結束后，量氣管和水準管內(nèi)液面高度如上圖所示，為了使兩者液面相平，應將水準管下移（填“上移”或“下移”）．
（5）由FeCl₃溶液制得FeCl₃•6H₂O晶體的操作過程中不需要使用的儀器有de（填選項序號）．
a．蒸發(fā)皿   b．燒杯   c．酒精燈   d．分液漏斗   e．坩堝   f．玻璃棒   g．漏斗
（6）實驗結束后，若量氣管內(nèi)共收集到VmL氣體（已換算成標準狀況），則此廢鐵屑中鐵單質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)為$\frac{2.5V×1{0}^{-3}}{m}$×100%．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)裝置圖分析；
（2）檢驗裝置的氣密性，應該先形成密閉體系，在水準管中加水，使水準管液面高于量氣管液面，根據(jù)液面變化判斷；
（3）鹽酸與Fe反應生成氯化亞鐵，加雙氧水把亞鐵離子氧化為鐵離子；
（4）水準管的液面高，應該降低水準管的高度；
（5）根據(jù)從溶液中提取可溶性溶質(zhì)的操作分析；
（6）Fe+2HCl=FeCl₂+H₂↑，根據(jù)氫氣的體積求出物質(zhì)的量，再根據(jù)方程式求出Fe的物質(zhì)的量、質(zhì)量，即可求出Fe的質(zhì)量分數(shù)．

解答 解：（1）由裝置圖可知裝置A為分液漏斗，故答案為：分液漏斗；
（2）檢驗裝置的氣密性，應該先形成密閉體系，即關閉活塞a和活塞b，打開彈簧夾K₁；然后在水準管中加水，使水準管液面高于量氣管液面，一段時間后，水準管內(nèi)液面高于量氣管內(nèi)液面，且液面差保持穩(wěn)定，說明氣密性良好；
故答案為：，關閉活塞a和活塞b；一段時間后，水準管內(nèi)液面高于量氣管內(nèi)液面，且液面差保持穩(wěn)定；
（3）鹽酸與Fe反應生成氯化亞鐵，實驗目的是制備FeCl₃•6H₂O晶體，則要加雙氧水把亞鐵離子氧化為鐵離子，其反應的離子方程式為H₂O₂+2Fe²⁺+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O，故答案為：H₂O₂+2Fe²⁺+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O；
（4）由裝置圖可知，水準管的液面高，應該降低水準管的高度，即應將水準管下移，故答案為：下移；
（5）從溶液中提取可溶性溶質(zhì)的操作：蒸發(fā)濃縮、冷卻結晶、過濾，則用到的儀器為蒸發(fā)皿、燒杯、酒精燈、玻璃棒、漏斗，則不需要分液漏斗和坩堝，
故答案為：de；
（6）實驗結束后，若量氣管內(nèi)共收集到VmL氣體，則n（H₂）=$\frac{V}{{V}_{m}}$=$\frac{V}{22400}$mol，由Fe+2HCl=FeCl₂+H₂↑可知，n（Fe）=n（H₂）=$\frac{V}{22400}$mol，
所以m（Fe）=nM=$\frac{V}{22400}$mol×56g/mol=2.5V×10^-3g，
則此廢鐵屑中鐵單質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)為：$\frac{2.5V×1{0}^{-3}g}{mg}$×100%=$\frac{2.5V×1{0}^{-3}}{m}$×100%，
故答案為：$\frac{2.5V×1{0}^{-3}}{m}$×100%．

點評 本題考查了物質(zhì)的制備、物質(zhì)含量的測定，側重于考查基本實驗操作、氧化還原反應、物質(zhì)含量的有關計算等，難度中等，需要學生具有扎實的基礎知識與靈活運用知識解決問題的能力．