Question

氯化铁是常见的水处理剂，工业上制备无水FeCl₃的一种工艺如下：

（1）试写出吸收塔中吸收剂Q反应的离子方程式：                                     。

（2）六水合氯化铁在水中的溶解度如下：

温度/℃	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

从FeCl₃溶液制得FeCl₃·6H₂O晶体的操作步骤是：加入少量盐酸、            、            、过滤、洗涤、干燥。再由FeCl₃·6H₂O晶体得到无水FeCl₃的操作是：                        。

（3）常温下，若溶液的pH控制不当会使Fe³⁺沉淀，pH＝4时，溶液中c(Fe³⁺)＝     mol·L^－1。（常温下Ksp[Fe(OH)₃]＝4×10^－38）。

（4）氯化铁溶液称为化学试剂中的“多面手”，写出SO₂通入氯化铁溶液中反应的离子方程式        。

（5）向氯化铜和氯化铁的混合溶液中加入氧化铜粉末会产生新的沉淀，写出该沉淀的化学         。请用平衡移动的原理，结合必要的离子方程式，对此现象作出解释               。

Answer

（1）2Fe2+ + Cl2＝ 2Fe3+ + 2Cl－（2分）

（2）蒸发浓缩（1分）冷却结晶（1分） 将FeCl3·6H2O晶体在干燥的HCl气流中加热（2分）

（3）4.0×10－8 （2分）

（4）2Fe3++SO2+2H2O=2Fe2++SO42-+4H+（2分）

（5）Fe(OH)3 （2分）Fe3+会水解产生较多的H+：Fe3++ 3H2OFe(OH)3+3H+，加入CuO与H+反应生成Cu2+和H2O，降低了H+浓度，使得水解平衡正向移动，生成Fe(OH)3沉淀。（2分）

【解析】

试题分析：（1）尾气中含有少量的氯气，吸收剂Q为FeCl2 ，氯气与氯化亚铁反应生成氯化铁，离子方程式是2Fe2+ + Cl2＝ 2Fe3+ + 2Cl－；

（2）由表中数据可知，温度越高氯化铁的溶解度越高，由溶液获得晶体需加热蒸发、冷却晶体，Fe3+易水解应先加入少量的盐酸抑制Fe3+水解，再蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥获得FeCl3•6H2O；由FeCl3·6H2O晶体得到无水FeCl3要抑制Fe3＋的水解，所以具体操作是将FeCl3·6H2O晶体在干燥的HCl气流中加热。

（3）当溶液的pH为4时，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+）=4.0×10-38÷10-30=4.0×10-8mol/L。

（4）SO2 具有还原性，FeCl3具有氧化性，两者能发生氧化还原反应，根据得失电子守恒、电荷守恒和原子守恒配平，反应的离子方程式为SO2+2Fe3＋+2H2O=2Fe2＋+SO42-+4H＋

（5）Fe3+会水解产生较多的H+：Fe3++ 3H2OFe(OH)3+3H+，加入CuO与H+反应生成Cu2+和H2O，降低了H+浓度，使得水解平衡正向移动，生成Fe(OH)3沉淀。

【考点定位】考查化学实验基本操作，铁及其化合物的性质，氧化还原反应，沉淀溶解平衡和盐的水解的应用。

【名师点睛】本题考查化学实验基本操作，铁及其化合物的性质，氧化还原反应，沉淀溶解平衡和盐的水解的应用等知识。应正确理解水解除杂的应用：

水解除杂的原理是根据盐的水解程度的不同，通过调节溶液pH使部分离子转化为沉淀而除去。如CuCl2 溶液中混有少量FeCl3杂质，因Fe3＋水解程度比Cu2＋水解程度大，可加入CuO、Cu(OH)2、CuCO3等，调节溶液的pH，使Fe3＋的水解平衡正向移动，生成Fe(OH)3沉淀而除去；注意不能加NaOH、NH3•H2O等可溶性碱，加入这些物质后，溶液的pH升高太迅速，且碱过量不易察觉，Cu2＋也可能转化为Cu(OH)2沉淀，还会引入NH4＋ 、Na＋等杂质。