Question

鐵是應用最廣泛的金屬，鐵的鹵化物、氧化物以及高價鐵的含氧酸鹽均為重要化合物。

(1)要確定鐵的某氯化物FeClx的化學式，可用離子交換和滴定的方法。實驗中稱取0.54 g的FeClx樣品，溶解后先進行陽離子交換預處理，再通過含有飽和OH－的陰離子交換柱，使Cl－和OH－發(fā)生交換。交換完成后，流出溶液的OH－用0.40 mol·L－1的鹽酸滴定，滴至終點時消耗鹽酸25.0 mL。計算該樣品中氯的物質的量，并求出FeClx中x的值：__________________(列出計算過程)。

(2)現有一含有FeCl2和FeCl3的混合物樣品，采用上述方法測得n(Fe)∶n(Cl)＝1∶2.1，則該樣品中FeCl3的物質的量分數為__________。在實驗室中，FeCl2可用鐵粉和__________反應制備，FeCl3可用鐵粉和__________反應制備。

Answer 1

答案　(1)n(Cl)＝0.025 0 L×0.40 mol·L－1＝0.010 mol

0．54 g－0.010 mol×35.5 g·mol－1＝0.185 g

n(Fe)＝0.185 g/56 g·mol－1≈0.003 3 mol

n(Fe)∶n(Cl)＝0.003 3∶0.010≈1∶3，x＝3

(2)0.10　鹽酸　氯氣

解析　解答此題的關鍵是明確陰離子交換柱交換出的OH－的物質的量等于Cl－的物質的量，從而求出FeClx中x的值。

(1)首先明確陽離子交換柱和陰離子交換柱的作用，根據離子等量交換，溶液中OH－的物質的量等于FeClx中Cl－的物質的量。通過中和滴定知n(OH－)＝n(H＋)＝0.40 mol·L－1×25.0×10－3 L＝0.010 mol，故n(Cl－)＝0.010 mol。

FeClx中Fe元素的質量為0.54 g－35.5 g·mol－1×0.010 mol＝0.185 g

FeClx中Fe元素與Cl元素的物質的量之比為∶0.010 mol≈1∶3，故x＝3。

(2)根據題意可設該混合物的組成為FeCl2.1，利用十字交叉法可得樣品中FeCl3的物質的量分數為0.10。注意制備FeCl2選用弱氧化劑，制備FeCl3選用強氧化劑。