Question

氯化鐵是常見的水處理劑，無水FeCl₃的熔點(diǎn)為555K、沸點(diǎn)為588K．工業(yè)上處理無水FeCl₃的一種工藝如圖所示：

（1）取0.5ml三氯化鐵溶液滴入50ml沸水中，再煮沸片刻得紅褐色透明液體，該過程可用離子方程式表示為：______．
（2）表中是六水合氯化鐵在水中的溶解度．

溫度/℃	0	10	20	30	50	80	100
溶解度/g	74.4	81.9	91.8	106.8	315.1	525.8	535.7

從FeCl₃溶液中獲得FeCl₃?6H₂O的方法是：______．
（3）捕集器中溫度超過673K，存在相對(duì)分子質(zhì)量為325的物質(zhì)，該物質(zhì)的分子式為：______．
（4）室溫時(shí)在FeCl₃溶液中滴加NaOH溶液，當(dāng)溶液PH為2.7時(shí)，F(xiàn)e³⁺開始沉淀；當(dāng)溶液PH為4時(shí)，c（Fe³⁺）=______mol/L（已知：Ksp[Fe（OH）₃]=1.1×10^-36）．
（5）吸收劑X是______；吸收塔中吸收劑X的作用是______．
（6）FeCl₃的質(zhì)量分?jǐn)?shù)通常可用碘量法測(cè)定：稱取m g無水氯化鐵樣品，溶于稀鹽酸，再轉(zhuǎn)移到100ml容量瓶，用蒸餾水定容；取出10.00ml，加入稍過量的KI溶液，充分反應(yīng)后，用淀粉作指示劑并用c mol/L Na₂S₂O₃溶液滴定（I₂+2S₂O₃^2-═2I^-+S₄O₆^2-），共用去V ml．則樣品中氯化鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為______．

Answer 1

解：（1）取0.5ml三氯化鐵溶液滴入50ml沸水中，再煮沸片刻得紅褐色透明液體，形成氫氧化鐵膠體，該過程可用離子方程式為：Fe³⁺+3H₂OFe（OH）₃（膠體）+3H⁺．
故答案為：Fe³⁺+3H₂OFe（OH）₃（膠體）+3H⁺．
（2）由表中數(shù)據(jù)可知，溫度越高氯化鐵的溶解度越高，由溶液獲得晶體需加熱蒸發(fā)、冷卻晶體．Fe³⁺易水解應(yīng)先加入少量的鹽酸，抑制Fe³⁺水解，再熱蒸發(fā)、冷卻晶體獲得FeCl₃?6H₂O．
故答案為：加入少量鹽酸加熱濃縮，再冷卻結(jié)晶．
（3）分子中Fe原子與Cl原子數(shù)目之比為1：3，令分子組成為（FeCl₃）_n，該分子相對(duì)分子質(zhì)量為325，則：
（56+35.5×3）×n=325，解得，n=2，所以該物質(zhì)的分子式為Fe₂Cl₆．
故答案為：Fe₂Cl₆．
（4）當(dāng)溶液pH為4時(shí)，溶液中c（OH^-）=10^-10mol/L，由于Ksp[Fe（OH）₃]=c（Fe³⁺）?c³（OH^-）=1.1×10^-36，所以溶液中c（Fe³⁺）==1.1×10^-6mol/L．
故答案為：1.1×10^-6．
（5）尾氣中含有過量的氯氣和少量氯化鐵煙氣，由工藝流程可知，用吸水劑X在吸收塔中吸收氯氣，生成氯化鐵，所以吸水劑X為氯化亞鐵，同時(shí)溶解氯化鐵煙氣．
故答案為：FeCl₂溶液；吸收反應(yīng)爐中過量的氯氣和少量氯化鐵煙氣．
（6）VmLNa₂S₂O₃溶液含有Na₂S₂O₃物質(zhì)的量為V?10^-3 L×cmol/L=c?V?10^-3 mol，則：
根據(jù)關(guān)系式：2Fe³⁺～～～～～I(xiàn)₂～～～～～～2S₂O₃^2-
2 2
n（Fe³⁺） c?V?10^-3 mol×10
所以 n（Fe³⁺）=c?V?10^-3 mol×10=0.01cVmol，
所以m克無水氯化鐵樣品中氯化鐵的質(zhì)量為0.01cVmol×162.5g/mol=1.625cVg
所以m克無水氯化鐵樣品中氯化鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為×100%=%．
故答案為：%．
分析：（1）三氯化鐵溶液滴入50ml沸水中，再煮沸片刻得紅褐色透明液體，形成氫氧化鐵膠體．
（2）由表中數(shù)據(jù)可知，溫度越高氯化鐵的溶解度越高，由溶液獲得晶體需加熱蒸發(fā)、冷卻晶體，鐵離子易水解應(yīng)先加入少量的鹽酸．
（3）分子中Fe原子與Cl原子數(shù)目之比為1：3，令分子組成為（FeCl₃）_n，根據(jù)相對(duì)分子質(zhì)量計(jì)算n值，確定物質(zhì)的分子式．
（4）溶液pH為4時(shí)，溶液中c（OH^-）=10^-10mol/L，由于Ksp[Fe（OH）₃]=c（Fe³⁺）?c³（OH^-），據(jù)此計(jì)算溶液中c（Fe³⁺）．
（5）尾氣中含有過量的氯氣和少量氯化鐵煙氣，由工藝流程可知，用吸水劑X在吸收塔中吸收氯氣，生成氯化鐵，所以吸水劑X為氯化亞鐵，同時(shí)溶解氯化鐵煙氣．
（6）VmLNa₂S₂O₃溶液含有Na₂S₂O₃物質(zhì)的量為V?10^-3 L×cmol/L=c?V?10^-3 mol，mg樣品需要0.01cVmolNa₂S₂O₃，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．
點(diǎn)評(píng)：本題考查學(xué)生對(duì)工藝流程的理解、物質(zhì)的分離提純等基本操作、氧化還原反應(yīng)滴定應(yīng)用、溶度積有關(guān)計(jì)算等，難度中等，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)解決問題的能力．注意（6）中計(jì)算，mg樣品需要Na₂S₂O₃的體積為滴定中的10倍，容易忽略．