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20.工業(yè)生產中會產生大量的廢鐵屑,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的質量分數(雜質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,水準管內液面高于量氣管內液面,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,若量氣管內共收集到VmL氣體(已換算成標準狀況),則此廢鐵屑中鐵單質的質量分數為$\frac{2.5V×1{0}^{-3}}{m}$×100%.

分析 (1)根據裝置圖分析;
(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)根據從溶液中提取可溶性溶質的操作分析;
(6)Fe+2HCl=FeCl2+H2↑,根據氫氣的體積求出物質的量,再根據方程式求出Fe的物質的量、質量,即可求出Fe的質量分數.

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,水準管內液面高于量氣管內液面,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,水準管內液面高于量氣管內液面,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,若量氣管內共收集到VmL氣體,則n(H2)=$\frac{V}{Vm}$=$\frac{V}{22400}$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的質量分數為:$\frac{2.5V×1{0}^{-3}g}{mg}$×100%=$\frac{2.5V×1{0}^{-3}}{m}$×100%,
故答案為:$\frac{2.5V×1{0}^{-3}}{m}$×100%.

點評 本題考查了物質的制備、物質含量的測定,側重于考查基本實驗操作、氧化還原反應、物質含量的有關計算等,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.

練習冊系列答案
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A.ClO-、Na+、SO42-、NO3-B.Na+、Mg2+、S2-、SO${\;}_{{3}^{\;}}$2-
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(2)根據下表信息,結合工業(yè)生產實際,判斷最適合SO2反應生成SO3的生產條件是400℃,0.1MPa.
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500℃0.96750.97670.98520.9894
600℃0.85200.88970.92760.9468
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