Question

某化學研究小組測定某FeCl₃樣品（含少量FeCl₂雜質(zhì)）中鐵元素的質(zhì)量分數(shù)，在實驗室中按以下步驟進行實驗：
①稱取a g樣品，置于燒杯中；
②取適量鹽酸和適量蒸餾水使樣品溶解，準確配制成250mL溶液；
③準確量取25.00mL步驟②中配得的溶液，置于燒杯中，加入適量的氯水，使反應完全；
④加入過量氨水，充分攪拌，使沉淀完全；
⑤過濾，洗滌沉淀；
⑥將沉淀轉(zhuǎn)移到坩堝內(nèi)，加熱、攪拌，直到固體由紅褐色全部變?yōu)榧t棕色，冷卻至室溫后，稱量；
⑦…
請根據(jù)上面的敘述回答下列問題：
（1）如圖所給儀器中，實驗步驟①②③中必須用到的儀器是E和

 

 （填儀器序號）．還缺少的主要儀器名稱是

 

（2）步驟④中所發(fā)生反應的離子方程式為

 

（3）步驟⑤中洗滌沉淀的操作是：

 

，檢驗沉淀是否洗凈，應向洗滌液中加入幾滴

 

 （填寫序號）．
①KSCN溶液  ②NaOH溶液  ③AgNO₃溶液  ④酚酞試液
（4）第⑥步的操作中，將沉淀物加熱，冷卻至室溫，稱量其質(zhì)量為m₁g，再次加熱并冷卻至室溫稱量其質(zhì)量為m₂g，實驗至少需重復加熱一次的原因是

 

；若m₁與m₂差值較大，其原因可能是①第一次加熱

 

，②第二次加熱

 

．（各答一種情況即可）．
（5）若坩堝質(zhì)量是W₁g，最終坩堝和固體的總質(zhì)量是W₂g，則樣品中鐵元素的質(zhì)量分數(shù)為

 

．

Answer 1

考點：探究物質(zhì)的組成或測量物質(zhì)的含量

專題：實驗探究和數(shù)據(jù)處理題

分析：（1）根據(jù)各儀器的作用選取儀器；
（2）步驟④中所發(fā)生反應是鐵離子和一水合氨反應生成氫氧化鐵沉淀 的反應；
（3）依據(jù)沉淀洗滌的實驗方法回答，在過濾裝置中加入洗滌的蒸餾水浸沒沉淀，使其自然流下，洗滌沉淀；沉淀吸附的是氯離子，用硝酸銀溶液可以檢驗氯離子；
（4）重復加熱使驗證氫氧化鐵是否完全分解；若m₁與m₂ 差值較大，其原因可能是第一次加熱不充分、加熱過程中有固體濺出等；
（5）根據(jù)原子守恒計算鐵元素的質(zhì)量，再根據(jù)質(zhì)量分數(shù)公式進行計算．

解答： 解：（1）稱量藥品用天平，氯化鐵和氯化亞鐵的水溶液都呈酸性，所以準確量取25.00mL步驟②中配得的溶液用酸式滴定管，故儀器選C F；
配制一定物質(zhì)的量濃度的溶液用容量瓶，還缺少的主要儀器名稱是配置250ml溶液所需的250mL容量瓶；
故答案為：CF；250mL容量瓶；
（2）步驟④中所發(fā)生反應是鐵離子和一水合氨反應生成氫氧化鐵沉淀 的反應，反應的離子方程式為：Fe³⁺+3NH₃?H₂O=Fe（OH）₃+3NH₄⁺；
故答案為：Fe³⁺+3NH₃?H₂O=Fe（OH）₃+3NH₄⁺；
（3）步驟⑤中洗滌沉淀的操作為：沿玻璃棒向過濾器（或漏斗）中的沉淀上加蒸餾水至淹沒沉淀，靜置使其全部濾出，重復操作2-3次；沉淀吸附氯離子，常用硝酸銀溶液檢驗氯離子，如果產(chǎn)生不溶于稀硝酸的白色沉淀，就證明含有氯離子，故選③；
故答案為：沿玻璃棒向過濾器（或漏斗）中的沉淀上加蒸餾水至淹沒沉淀，靜置使其全部濾出，重復操作2-3次；③；
（4）實驗至少需重復加熱一次的原因是驗證氫氧化鐵是否全部分解，若m₁與m₂ 差值較大，其原因可能是：①第一次加熱不夠充分導致第二次加熱時質(zhì)量減少較多，②第一次冷卻時沒有將固體放置于干燥器中冷卻，導致第一次減少質(zhì)量較少，③加熱過程中固體濺出或少量固體粘在玻璃棒上導致兩者差較大；
故答案為：證明氫氧化鐵受熱分解完全；不夠充分或冷卻時沒有將固體放置于干燥器中冷卻；過程中有固體濺出或溫度過高，固體有分解；
（5）若坩堝質(zhì)量是W₁ g，最終坩堝和固體的總質(zhì)量是W₂ g，則氧化鐵的質(zhì)量=（W₂-W₁）g，
鐵元素的質(zhì)量分數(shù)=

112 160 ×(W2-W1)g

ag

×100%=

700(W2-W1)

a

%，
故答案為：

700(W2-W1)

a

%．

點評：本題考查了探究物質(zhì)的組成或測量物質(zhì)的含量，難點是誤差分析，根據(jù)原子守恒計算鐵的質(zhì)量分數(shù)，難度較大．