Question

某FeCl₃樣品含有少量FeCl₂雜質(zhì)．現(xiàn)要測定其中鐵元素的質(zhì)量分數(shù)，按以下步驟進行實驗：

請根據(jù)上面流程，回答以下問題：
（1）操作I是配制溶液，所需的玻璃儀器除燒杯、玻璃棒外，還必須有

 

、

 

．（填儀器名稱）
（2）下列操作可能使所配制的溶液濃度偏低的是

 

（填寫序號）．
①未洗滌燒杯和玻璃棒                ②定容時俯視容量瓶的刻度線
③配制溶液前，容量瓶中有少量蒸餾水
④搖勻后發(fā)現(xiàn)液面低于刻度線，繼續(xù)加水至凹液面最低點與刻度線相切
（3）請分別寫出加入氯水、過量氨水后溶液發(fā)生的離子方程式：

 

、

 

．
（4）若要檢驗加入氯水后溶液中的雜質(zhì)是否已經(jīng)完全反應(yīng)，應(yīng)該如何操作？請選擇下面所提供的試劑進行檢驗，并寫出正確的實驗操作是

 

．
限選試劑：新制氯水、20%的KSCN溶液、NaOH溶液、酸性KMnO₄溶液、AgNO₃溶液、3% H₂O₂溶液．
（5）若原樣品質(zhì)量a為50g，灼燒后紅棕色固體質(zhì)量b為3g，則樣品中鐵元素的質(zhì)量分數(shù)是

 

．

Answer 1

考點：探究物質(zhì)的組成或測量物質(zhì)的含量,鐵的氧化物和氫氧化物

專題：

分析：本實驗?zāi)康氖菧y定鐵的質(zhì)量分數(shù)，采取的方法是使樣品溶解、反應(yīng)、最終生成氧化鐵，然后通過氧化鐵質(zhì)量來求鐵的質(zhì)量分數(shù)．
（1）由圖可知，操作I是將加入鹽酸反應(yīng)的溶液稀釋成250.00mL溶液，故需要燒杯、玻璃棒、250mL的容量瓶、膠頭滴管；
（2）依據(jù)溶液配制過程中的操作步驟和注意問題分析產(chǎn)生的誤差判斷；
（3）加入氯水目的是氧化亞鐵離子為鐵離子，加入氨水是沉淀鐵離子生成氫氧化鐵沉淀；
（4）利用亞鐵離子具有還原性分析，設(shè)計實驗驗證是否除凈；
（5）加熱分解所得的物質(zhì)是Fe₂O₃，其質(zhì)量為3g，由于取25mL溶液，故250mL溶液可以得到Fe₂O₃質(zhì)量為30g，根據(jù)化學(xué)式計算鐵元素的質(zhì)量，再利用質(zhì)量分數(shù)的定義計算原氧化鐵樣品中鐵元素的質(zhì)量分數(shù)．

解答： 解：（1）操作I是配制溶液，將加入鹽酸反應(yīng)的溶液稀釋成250.00mL溶液，所需的玻璃儀器除燒杯、玻璃棒外，還必須有250mL容量瓶、膠頭滴管；
故答案為：250mL容量瓶；膠頭滴管；
（2）操作可能使所配制的溶液濃度偏低；
①未洗滌燒杯和玻璃棒，認真未全部轉(zhuǎn)入容量瓶，配制溶液濃度偏低，故①符合；                
②定容時俯視容量瓶的刻度線，容量瓶中加入水低于刻度線，濃度增大，故②不符合；
③配制溶液前，容量瓶中有少量蒸餾水對測定濃度無影響，故③不符合；
④搖勻后發(fā)現(xiàn)液面低于刻度線，繼續(xù)加水至凹液面最低點與刻度線相切，加入水增多，濃度偏低，故④符合；
故答案為：①④；
（3）加入氯水目的是氧化亞鐵離子為鐵離子，反應(yīng)的離子方程式為：2Fe²⁺+Cl₂=2Fe³⁺+2Cl^-；加入氨水是沉淀鐵離子生成氫氧化鐵沉淀，反應(yīng)的離子方程式為：Fe³⁺+3NH₃?H₂O=Fe（OH）₃↓+3NH₄⁺；
故答案為：2Fe²⁺+Cl₂=2Fe³⁺+2Cl^-；Fe³⁺+3NH₃?H₂O=Fe（OH）₃↓+3NH₄⁺；
（4）若要檢驗加入氯水后溶液中的雜質(zhì)是否已經(jīng)完全反應(yīng)，取1～2mL加入氯水后的溶液于試管中，滴加2～3滴酸性KMnO₄溶液，若觀察到酸性KMnO₄溶液的紫紅色未褪去，說明雜質(zhì)FeCl₂已經(jīng)完全反應(yīng)；
故答案為：取1～2mL加入氯水后的溶液于試管中，滴加2～3滴酸性KMnO₄溶液，若觀察到酸性KMnO₄溶液的紫紅色未褪去，說明雜質(zhì)FeCl₂已經(jīng)完全反應(yīng)；
（5）加熱分解所得的物質(zhì)是Fe₂O₃，其質(zhì)量為3g，由于取25mL溶液，故250mL溶液可得到Fe₂O₃質(zhì)量為30g，鐵元素質(zhì)量分數(shù)=

30g 160g/mol ×2×56g/mol

50g

×100%=42%，
故答案為：42%．

點評：本題考查溶液配制、離子檢驗、對實驗操作的理解與實驗方案的評價、化學(xué)計算等，難度中等，清楚測定原理是解題的關(guān)鍵，是對所學(xué)知識的綜合運用，需要學(xué)生具有扎實的基礎(chǔ)與運用知識分析解決問題的能力．