Question

已知硝酸能把鐵氧化成Fe（NO₃）₃，但當(dāng)鐵過(guò)量時(shí)，產(chǎn)物是Fe（NO₃）₂．某同學(xué)受此啟發(fā)，提出一個(gè)相似的觀點(diǎn)：即當(dāng)足量Cl₂與鐵反應(yīng)時(shí)則生成FeCl₃，當(dāng)少量Cl₂與足量鐵反應(yīng)時(shí)則生成FeCl₂．為驗(yàn)證該觀點(diǎn)是否正確，該同學(xué)設(shè)計(jì)了以下實(shí)驗(yàn)．
（1）制取Cl₂．如圖是實(shí)驗(yàn)室制取的Cl₂的裝置圖，寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)室制Cl₂的化學(xué)反應(yīng)方程式：

 

．組裝好裝置后，要檢查裝置的氣密性；如何檢查裝置的氣密性：

 

．
（2）制備反應(yīng)產(chǎn)物．將一根細(xì)的純鐵絲分別在足量和少量的Cl₂中點(diǎn)燃．取其表面生成物配成溶液，并分別編號(hào)為A、B，然后通過(guò)實(shí)驗(yàn)確定其成分．
（3）探究過(guò)程如下：Ⅰ．提出假設(shè)：①生成物是FeCl₃，②生成物是FeCl₂．
Ⅱ．設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案：分別取A、B的溶液進(jìn)行以下兩組實(shí)驗(yàn)，但每組實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象相同．請(qǐng)?zhí)顚?xiě)下表中的空格．

實(shí)驗(yàn)方法	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	結(jié)論
第一組：分別向A、B溶液中加KSCN溶液		固體物質(zhì)中含有FeCl3
第二組：分別向KMnO4溶液中加適量A、B溶液	KMnO4溶液顏色無(wú)明顯變化

Ⅲ．得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論．
（4）實(shí)驗(yàn)室中使用的FeCl₃藥品的含量通常可用碘量法測(cè)定．主要過(guò)程為：稱(chēng)取6.5g無(wú)水氯化鐵樣品，溶于稀鹽酸，再轉(zhuǎn)移到100mL容量瓶中，用蒸餾水定容；取出10mL，加入稍過(guò)量的KI溶液，充分反應(yīng)后，滴入幾滴淀粉溶液后，再用0.1mol．L^-1Na₂S₂O₃溶液滴定，到達(dá)滴定終點(diǎn)時(shí)用去Na₂S₂O₃溶液20.00mL．（已知：I₂+2S₂O₃^2-═2I^-+S₄O₆^2-）
①Na₂S₂O₃溶液裝在

 

（填“酸式”或“堿式”）滴定管中．
②滴定終點(diǎn)的判斷：

 

．
③樣品中氯化鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：

 

（保留一位有效數(shù)字）

Answer 1

考點(diǎn)：性質(zhì)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)

專(zhuān)題：實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題

分析：（1）利用二氧化錳的氧化性氧化濃鹽酸中的氯化氫制取氯氣；裝置氣密性檢驗(yàn)的原理是：通過(guò)氣體發(fā)生器與附設(shè)的液體構(gòu)成封閉體系，依據(jù)改變體系內(nèi)壓強(qiáng)時(shí)產(chǎn)生的現(xiàn)象（如氣泡的生成、水柱的形成、液面的升降等）來(lái)判斷裝置氣密性的好壞；
（3）三價(jià)鐵離子遇到硫氰酸根顯紅色，氯氣和金屬鐵反應(yīng)的產(chǎn)物是氯化鐵，不會(huì)生成亞鐵鹽；高錳酸鉀具有氧化性，可以將亞鐵離子氧化為黃色的三價(jià)鐵離子；
（4）①硫代硫酸鈉顯示堿性；
②滴入最后一滴，溶液顏色由藍(lán)色變?yōu)闊o(wú)色，半分鐘不再變色，說(shuō)明滴定到終點(diǎn)；
③20.00mLNa₂S₂O₃溶液含有Na₂S₂O₃物質(zhì)的量可以計(jì)算，根據(jù)關(guān)系式2Fe³⁺～I(xiàn)₂～S₂O₃^2-計(jì)算n（Fe³⁺），氯化鐵的物質(zhì)的量等于n（Fe³⁺），利用m=nM計(jì)算氯化鐵的質(zhì)量，根據(jù)質(zhì)量分?jǐn)?shù)定義計(jì)算．

解答： 解：（1）實(shí)驗(yàn)室制Cl₂的化學(xué)反應(yīng)方程式為：MnO₂+4HCl（濃）

△   .

MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O，將導(dǎo)管的一端放入水中，用手捂住燒瓶一會(huì)兒，若導(dǎo)管口有連續(xù)的氣泡冒出時(shí)，并在導(dǎo)管口形成一高于液面的穩(wěn)定水柱，則氣密性好．
故答案為：MnO₂+4HCl（濃）

△   .

MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O；將導(dǎo)管的一端放入水中，用手捂住燒瓶一會(huì)兒，若導(dǎo)管口有連續(xù)的氣泡冒出時(shí)，并在導(dǎo)管口形成一高于液面的穩(wěn)定水柱，則氣密性好．
（3）A是FeCl₃，B是FeCl₂，分別向A、B溶液中加KSCN溶液，只有三價(jià)鐵離子遇到硫氰酸根顯紅色，高錳酸鉀具有氧化性，可以將亞鐵離子氧化為黃色的三價(jià)鐵離子，KMnO₄溶液顏色無(wú)明顯變化，固體物質(zhì)中不含F(xiàn)eCl₂，故答案為：溶液變紅色；固體物質(zhì)中不含F(xiàn)eCl₂；
（4）①硫代硫酸鈉水解顯示堿性，應(yīng)該用堿式滴定管，故答案為：堿式；
②滴入最后一滴，溶液顏色由藍(lán)色變?yōu)闊o(wú)色，半分鐘內(nèi)不再變色，說(shuō)明滴定到終點(diǎn)．
故答案為：滴入最后一滴，溶液顏色由藍(lán)色變?yōu)闊o(wú)色，半分鐘內(nèi)不再變色．
③20.00mLNa₂S₂O₃溶液含有Na₂S₂O₃物質(zhì)的量為20.00×10^-3 L×0.1mol/L=2×10^-3 mol，則：
根據(jù)關(guān)系式：2Fe³⁺～～～～～I(xiàn)₂～～～～～～2S₂O₃^2-
             2                          2  
            n（Fe³⁺）                2×10^-3mol×10
所以 n（Fe³⁺）=2×10^-3 mol×10=0.02mol，
無(wú)水氯化鐵樣品中氯化鐵的質(zhì)量為0.02mol×162.5g/mol=3.25g
所以無(wú)水氯化鐵樣品中氯化鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為

3.25g

6.5g

×100%=50.0%．
故答案為：50.0%．

點(diǎn)評(píng)：本題考查學(xué)生對(duì)性質(zhì)實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)題的掌握，難度大，需要學(xué)生具有扎實(shí)的基礎(chǔ)知識(shí)與靈活運(yùn)用知識(shí)解決問(wèn)題的能力．注意（4）中計(jì)算，mg樣品需要Na₂S₂O₃的體積為滴定中的10倍，容易忽略．