Question

1．氯化鐵是常見的水處理劑，工業(yè)上制備無水FeCl₃的一種工藝如圖：

（1）由FeCl₃•6H₂O晶體制備無水FeCl₃應(yīng)采取的措施是：在通HCl氣體的氛圍下加熱．
（2）六水合氯化鐵在水中的溶解度如下：

溫度/℃	0	10	20	30	50	80	100
溶解度（g/100gH2O）	74.4	81.9	91.8	106.8	315.1	525.8	535.7

從FeCl₃溶液制得FeCl₃•6H₂O晶體的操作步驟是：加入少量鹽酸、加熱濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌、干燥．
（3）常溫下，若溶液的pH控制不當(dāng)會(huì)使Fe³⁺沉淀，pH=4時(shí)，溶液中c（Fe³⁺）=2.6×10^-9mol•L^-1．（常溫下Ksp[Fe（OH）₃]=2.6×10^-39）
（4）FeCl₃的質(zhì)量分?jǐn)?shù)通常可用碘量法測(cè)定：稱取2.300g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，滴入某一指示劑并用0.1000mol•L^-1Na₂S₂O₃溶液滴定用去12.50mL．
已知：I₂+2S₂O₃^2-=2I^-+S₄O₆^2-
①寫出加入稍過量的KI溶液反應(yīng)的離子方程式：2Fe³⁺+2I^-=2Fe²⁺+I₂．
②求樣品中氯化鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)（寫出計(jì)算過程）

Answer 1

分析 氯氣與鐵在反應(yīng)爐中反應(yīng)生成氯化鐵，尾氣用吸收劑Q處理得到氯化鐵，故Q為氯化亞鐵，氯化鐵溶液蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶得到氯化鐵晶體，為防止氯化鐵水解，在HCl氣流中加熱蒸干氯化鐵晶體得到氯化鐵，
（1）因?yàn)殍F離子易水解所以應(yīng)在通HCl氣體的氛圍下加熱；
（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濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌、干燥；
（3）依據(jù)沉淀溶解平衡的溶度積，結(jié)合溶液PH計(jì)算得到；
（4）①KI溶液與FeCl₃發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成碘單質(zhì)和二價(jià)鐵；
②12.50mLNa₂S₂O₃溶液含有Na₂S₂O₃物質(zhì)的量為12.50×10^-3 L×0.1000mol•L^-1=1.25×10^-3mol，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．

解答 解：（1）因?yàn)镕e³⁺易水解生成揮發(fā)性的HCl，所以由FeCl₃•6H₂O晶體得到無水FeCl₃，應(yīng)在氯化氫氣流中加熱FeCl₃•6H₂O晶體，得到無水FeCl₃，
故答案為：在通HCl氣體的氛圍下加熱；
（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加熱濃縮，再冷卻結(jié)晶；故答案為：加熱濃縮；冷卻結(jié)晶；
（3）當(dāng)溶液pH為4時(shí)，溶液中c（OH^-）=10^-10mol/L，Ksp[Fe（OH）₃]=c（Fe³⁺）•c³（OH^-）=2.6×10^-39，所以溶液中c（Fe³⁺）=$\frac{2.6×10{\;}^{39}}{（10{\;}^{-10}）{\;}^{3}}$=2.6×10^-9 mol•L^-1，故答案為：2.6×10^-9；
（4）①KI溶液與FeCl₃發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成碘單質(zhì)和二價(jià)鐵，離子方程式為：2Fe³⁺+2I^-=2Fe²⁺+I₂；故答案為：2Fe³⁺+2I^-=2Fe²⁺+I₂；
②12.50mLNa₂S₂O₃溶液含有Na₂S₂O₃物質(zhì)的量為12.50×10^-3 L×0.1000mol•L^-1=1.25×10^-3mol，則：
根據(jù)關(guān)系式：2Fe³⁺～～～～～I(xiàn)₂～～～～～～2S₂O₃^2-
                    2                                                   2
               n（Fe³⁺）                           1.25×10^-3mol×10
所以 n（Fe³⁺）=1.25×10^-3mol×10=1.25×10^-2mol，
所以2.300g無水氯化鐵樣品中氯化鐵的質(zhì)量為1.25×10^-2mol×162.5g/mol=2.03125g
所以2.300g無水氯化鐵樣品中氯化鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為$\frac{2.03125g}{2.300g}$×100%=88.32%；
故答案為：88.32%．

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．