Question

7．FeCl₃是常見的水處理劑，實(shí)驗(yàn)室用鐵屑制備無水FeCl₃，制備步驟如下：
Ⅰ．稱取一定量的鐵屑于錐形瓶中，加入過量的6mol•L^-1的鹽酸，在通風(fēng)櫥中充分反應(yīng)；
Ⅱ．根據(jù)FeCl₂的理論產(chǎn)量，加入足量的氧化劑X；
Ⅲ．FeCl₃溶液通過一系列操作制得無水FeCl₃．
已知：不同溫度下六水合FeCl₃在水中的溶解度如下：

溫度/℃	0	20	80	100
溶解度（g/100g H2O）	74.4	91.8	525.8	535.7

請(qǐng)回答：
（1）請(qǐng)選擇本實(shí)驗(yàn)中合適的氧化劑XCD．
A．KMnO₄（H⁺）        B．稀硝酸         C．H₂O₂ D．Cl₂
（2）從FeCl₃溶液制得FeCl₃•6H₂O晶體的操作步驟是：
①加入鹽酸后，②蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶，③過濾、洗滌，④干燥．
（3）過濾后用少量乙醇洗滌FeCl₃•6H₂O晶體，選用乙醇的原因是洗去晶體表面的水，減少氯化鐵晶體的溶解損耗．
（4）FeCl₃的質(zhì)量分?jǐn)?shù)通常可用碘量法測(cè)定：
稱取m g無水FeCl₃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(yīng)后，滴入幾滴淀粉溶液，并用cmol•L^-1Na₂S₂O₃溶液滴定，消耗VmL（已知：I₂+2S₂O₃^2-═2I^-+S₄O₆^2-）．
①配制FeCl₃溶液所需的玻璃儀器除燒杯、玻璃棒、膠頭滴管外，還需100mL容量瓶；
②在FeCl₃質(zhì)量分?jǐn)?shù)測(cè)定的實(shí)驗(yàn)過程中，下列說法正確的是CD．
A．潤(rùn)洗滴定管時(shí)，應(yīng)從滴定管上口加滿所需的酸或堿液，使滴定管內(nèi)壁充分潤(rùn)洗
B．若滴定時(shí)振蕩不充分，剛看到溶液局部變色就停止滴定，則會(huì)使樣品中FeCl₃的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的測(cè)量結(jié)果偏高
C．滴定時(shí)，左手輕輕向內(nèi)扣住活塞，手心空握以免碰到活塞使其松動(dòng)漏出溶液
D．滴定終點(diǎn)讀取滴定管刻度時(shí)，仰視標(biāo)準(zhǔn)液液面，會(huì)使實(shí)驗(yàn)誤差偏高
③滴定終點(diǎn)的現(xiàn)象是：溶液由藍(lán)色變無色，且半分鐘內(nèi)不變色，樣品中FeCl₃的質(zhì)量分?jǐn)?shù)$\frac{162.5cV}{m}%$．

Answer 1

分析 （1）加入足量的氧化劑X，目的是氧化氯化亞鐵為氯化鐵，加入的氧化劑不能引入新的雜質(zhì)；
（2）FeCl₃溶液中鐵離子水解生成氫氧化鐵和氯化氫，蒸發(fā)過程中會(huì)促進(jìn)水解得到氫氧化鐵，需要在酸溶液中抑制其水解得到晶體；
（3）FeCl₃•6H₂O晶體不溶于乙醇，水和乙醇混溶；
（4）①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；
②A、潤(rùn)洗滴定管的基本操作要求，從滴定管上口加少量所需的酸或堿液，使滴定管內(nèi)壁充分潤(rùn)洗；
B、移液管取草酸溶液時(shí)，不能將尖嘴處的液體吹入錐形瓶，否則使實(shí)驗(yàn)誤差偏高；
C、根據(jù)滴定管規(guī)范操作要求判斷；
D、滴定中的誤差分析，可以歸結(jié)為標(biāo)準(zhǔn)溶液消耗體積的多少頻道測(cè)定結(jié)果．

解答 解：（1）實(shí)驗(yàn)步驟中氯化亞鐵溶液中加入足量的氧化劑X應(yīng)是氧化氯化亞鐵生成氯化鐵，不能引入新的雜質(zhì)，
A．KMnO₄（H⁺） 會(huì)引入鉀離子、錳離子雜質(zhì)，故A錯(cuò)誤；      
B．稀硝酸能氧化氯化亞鐵，但引入硝酸根離子，故B錯(cuò)誤；         
C．H₂O₂ 在酸性溶液中氧化氯化亞鐵為氯化鐵，過氧化氫被還原為水，故C正確；
D．通入Cl₂ 發(fā)生反應(yīng)2FeCl₂+Cl₂=2FeCl₃，不引入新的雜質(zhì)，故D正確；
故答案為：CD；
（2）FeCl₃溶液中鐵離子水解生成氫氧化鐵和氯化氫，蒸發(fā)過程中會(huì)促進(jìn)水解得到氫氧化鐵，需要在酸溶液中抑制其水解得到晶體，從FeCl₃溶液制得FeCl₃•6H₂O晶體的操作步驟是：加入鹽酸后蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌、干燥得到晶體，
故答案為：鹽酸；蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶；
（3）過濾后用少量乙醇洗滌FeCl₃•6H₂O晶體，選用乙醇的原因是：洗去晶體表面的水，減少氯化鐵晶體的溶解損耗，
故答案為：洗去晶體表面的水，減少氯化鐵晶體的溶解損耗；
（4）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，稱取m g無水FeCl₃樣品，溶于稀鹽酸，配制成100mL溶液需要100mL容量瓶，
故答案為：100mL容量瓶；
②A、潤(rùn)洗滴定管時(shí)，應(yīng)從滴定管上口加少量所需的酸或堿液，使滴定管內(nèi)壁充分潤(rùn)洗，并不需要加滿，故A不正確；
B、若滴定時(shí)振蕩不充分，剛看到溶液局部變色就停止滴定，消耗標(biāo)準(zhǔn)溶液體積減小，則會(huì)使樣品中FeCl₃的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的測(cè)量結(jié)果偏低，故B不正確；
C、滴定時(shí)，左手輕輕向內(nèi)扣住活塞，手心空握以免碰到活塞使其松動(dòng)漏出溶液，故C正確；
D、滴定終點(diǎn)讀取滴定管刻度時(shí)，仰視標(biāo)準(zhǔn)液液面，由于讀數(shù)自上而下逐漸增大，所以讀數(shù)偏大，會(huì)使實(shí)驗(yàn)誤差偏高，故D正確；
故答案為：CD；
③發(fā)生反應(yīng)2Fe³⁺+2I^-=I₂+2Fe²⁺，滴入幾滴淀粉溶液會(huì)變藍(lán)色，用cmol•L^-1Na₂S₂O₃溶液滴定，發(fā)生反應(yīng)I₂+2S₂O₃^2-═2I^-+S₄O₆^2-，溶液藍(lán)色褪去，滴定終點(diǎn)的現(xiàn)象是溶液由藍(lán)色變無色，且半分鐘內(nèi)不變色，
稱取m g無水FeCl₃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(yīng)后，滴入幾滴淀粉溶液，并用cmol•L^-1Na₂S₂O₃溶液滴定，消耗VmL，2Fe³⁺+2I^-=I₂+2Fe²⁺，I₂+2S₂O₃^2-═2I^-+S₄O₆^2-，
         2Fe³⁺～I(xiàn)₂～2S₂O₃^2-，
          2                2
        n              cmol•L^-1 ×V×10^-3L
n=0.001cVmol，
稱取m g無水FeCl₃樣品，溶于稀鹽酸，配制成100mL溶液中含氯化鐵物質(zhì)的量=0.001cVmol×$\frac{100ml}{10ml}$=0.01cVmol，
樣品中FeCl₃的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=$\frac{0.01cVmol×162.5g/mol}{mg}$×100%=$\frac{162.5cV}{m}%$，
故答案為：溶液由藍(lán)色變無色，且半分鐘內(nèi)不變色；$\frac{162.5cV}{m}%$．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了物質(zhì)制備的實(shí)驗(yàn)過程分析、溶液配制、滴定實(shí)驗(yàn)的注意問題和計(jì)算判斷，掌握基礎(chǔ)是解題關(guān)鍵，題目難度中等．