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，写出该沉淀的化学式                                。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）蒸发浓缩；冷却结晶；将FeCl3·6H2O晶体在干燥的HCl气流中加热；

（3）4.0×10－8；

（4）2Fe3++SO2+2H2O=2Fe2++SO42-+4H+；

（5）Fe(OH)3；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；

【解析】

试题分析：（1）尾气中含有氯气，由工艺流程可知，用吸收剂X在吸收塔中吸收氯气，生成氯化铁，所以吸水剂X为氯化亚铁，氯化亚铁与氯气反应生成氯化铁，反应离子方程式为：2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-，故答案为：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加热浓缩；再冷却结晶，Fe3+易水解，所以由FeCl3•6H2O晶体得到无水FeCl3，应在氯化氢气流中加热FeCl3•6H2O晶体，得到无水FeCl3，故答案为：加热浓缩；冷却结晶；在氯化氢气流中加热FeCl3•6H2O晶体，得到无水FeCl3；

（3）当溶液pH为4时，溶液中c(OH-)=10-10mol/L，Ksp[Fe(OH)3]=c(Fe3+)•c3(OH-)=4×10-39，所以溶液中c(Fe3+)==4×10-9 mol•L-1，故答案为：4×10-9；

（4）SO2通入氯化铁溶液中，发生氧化还原反应生成硫酸根离子、铁离子，离子反应为SO2+2H2O+2Fe3+=2Fe2++4H++SO42-，故答案为：SO2+2H2O+2Fe3+=2Fe2++4H++SO42-．

（5）因为Fe3+会水解产生较多的H+：Fe3++3H2O⇌Fe(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，故答案为：Fe(OH)3；Fe3+会水解产生较多的H+：Fe3++3H2O⇌Fe(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：考查了物质的分离提纯等基本操作、氧化还原反应滴定应用、溶度积有关计算等相关知识。