Question

氯化铁是常见的水处理剂，利用废铁屑可制备无水氯化铁。实验室制备装置和工业制备流程图如下：

已知：(1)无水FeCl₃的熔点为555 K、沸点为588 K。

(2)废铁屑中的杂质不与盐酸反应。

(3)不同温度下六水合氯化铁在水中的溶解度如下：

温度/℃	0	20	80	100
溶解度(g/100 g H2O)	74.4	91.8	525.8	535.7

实验室制备操作步骤如下：

Ⅰ.打开弹簧夹K₁，关闭活塞K₂，并打开活塞a，缓慢滴加盐酸；

Ⅱ.当……时，关闭弹簧夹K₁，打开活塞K₂，当A中溶液完全进入烧杯后关闭活塞a；

Ⅲ.将烧杯中溶液经过一系列操作后得到FeCl₃·6H₂O晶体。

请回答：

(1)烧杯中足量的H₂O₂溶液的作用是______________________________________________________。

(2)为了测定废铁屑中铁的质量分数，操作Ⅱ中“…”的内容是______________________________________。

(3)从FeCl₃溶液制得FeCl₃·6H₂O晶体的操作步骤是加入______________后__________________、过滤、洗涤、干燥。

(4)试写出吸收塔中反应的离子方程式：_____________________________________________________。

(5)捕集器温度超过673 K时，存在相对分子质量为325的铁的氯化物，该物质的分子式(相对原子质量：Cl－35.5、Fe－56)为____________。

(6)FeCl₃的质量分数通常可用碘量法测定：称取m g无水氯化铁样品，溶于稀盐酸，配制成100 mL溶液；取出10.00 mL，加入稍过量的KI溶液，充分反应后，滴入几滴淀粉溶液，并用c mol·L^－1 Na₂S₂O₃溶液滴定，消耗V mL(已知：I₂＋2S₂O===2I^－＋S₄O)。

①滴定终点的现象是________________________________________________；

②样品中氯化铁的质量分数为_________________________________________________。

Answer

把亚铁离子全部氧化成三价铁离子 装置A中不产生气泡或量气筒和水准管液面不变 盐酸 蒸发浓缩、冷却结晶 2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－ Fe2Cl6 溶液由蓝色变为无色，且半分钟内不变色

【解析】(1)根据实验装置和操作步骤可知，实验室制备无水FeCl3，是利用铁与盐酸反应生成FeCl2，然后把FeCl2氧化成FeCl3，先制得FeCl3·6H2O晶体，再脱结晶水制得无水FeCl3，烧杯中足量的H2O2溶液是作氧化剂，把亚铁离子全部氧化成三价铁离子。

(2)铁与盐酸反应完全时，不再产生氢气，所以装置A中不产生气泡或量气筒和水准管的液面不再变化，此时，可将A中FeCl2溶液放入烧杯中进行氧化。

(3)从FeCl3溶液制得FeCl3·6H2O晶体，为了防止FeCl3溶液发生水解，则先加入盐酸，后蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥。

(4)从工业制备流程图分析可知，反应炉中进行的反应是 2Fe＋3Cl2===2FeCl3，因此，进入吸收塔中的尾气是没有参加反应的氯气，在吸收塔中氯气被吸收剂吸收，反应后生成FeCl3溶液，所以吸收剂应是FeCl2溶液，反应的离子方程式为2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－。

(5)捕集器收集的是气态FeCl3，FeCl3的相对分子质量是162.5，由相对分子质量为325的铁的氯化物可以推出，当温度超过673 K时，二分子气态FeCl3可以聚合生成双聚体Fe2Cl6。

(6)①称取m g无水氯化铁样品，溶于稀盐酸，配制成100 mL溶液；取出10.00 mL，加入稍过量的KI溶液，充分反应后，滴入几滴淀粉溶液，此时溶液呈蓝色，用Na2S2O3溶液滴定，滴入最后一滴Na2S2O3溶液，锥形瓶内的溶液由蓝色变为无色，且半分钟内不变色。所以滴定终点的现象是溶液由蓝色变为无色，且半分钟内不变色；

②求样品中氯化铁的质量分数

由反应：2Fe3＋＋2I－===2Fe2＋＋I2；I2＋2S2O===2I－＋S4O；可得关系式：

2Fe3＋～I2～2S2O

1 1

n cV×10－3

求得n(Fe3＋)＝cV×10－3 mol，则样品中氯化铁的质量分数为

ω(Fe3＋)＝×100%＝。