Question

有某种含有少量FeCl₂杂质的FeCl₃样品。现要测定其中铁元素的质量分数，实验采用下列步骤进行：

①准确称量mg样品（在2—3g范围内）：

②向样品中加入l0mL 6 mol · L^-1的盐酸，再加入蒸馏水，配制成250mL溶液：

③量取25mL操作②中配得的溶液，加入3mL氯水，加热使其反应完全；

④趁热迅速加入10%氨水至过量，充分搅拌，使沉淀完全：

⑤过滤，将沉淀洗涤后，移至坩埚，灼烧、冷却、称重，并重复操作至恒重。

请回答下列问题：

（1）溶解样品时，要加入盐酸，原因是_____________________________。

（2）加入氯水后，反应的离子方程式为_____________________________。

（3）加入过量氨水生成沉淀的离子方程式为_________________________。

（4）若不用氯水，可用下列试剂中的_________代替（填序号）。

A．H₂O₂        B．碘水        C．NaClO

（5）步骤⑤中检验沉淀是否洗净的方法是________。

（6）若坩埚质量为W₁g，坩埚及灼烧后的固体总质量为W₂g，样品中铁元素的质量分数为：_______（请把结果约到最简）。

Answer

抑制Fe3+、Fe2+水解 2Fe2++Cl2 = 2 Fe3+ + 2Cl― Fe3+ +3 NH3·H2O = Fe (OH)3 ↓+3NH4+ A C 取少量洗涤液，加入AgNO3溶液少许，若无白色沉淀产生，则表面沉淀已洗净 [7(W2－W1)/10m]×100%

【解析】（1）FeCl2和FeCl3都是强酸弱碱盐，在溶液中容易发生水解反应，为了抑制Fe2+、Fe3+的水解，溶解样品时，要加入盐酸；（2）氯气有氧化性，而FeCl2有还原性，二者会发生氧化还原反应，所以加入氯水后，反应的离子方程式为2Fe2+ + Cl2=2Fe3+ + 2Cl－；（3）向含有Fe3+的溶液中加入过量氨水会发生复分解反应，生成Fe(OH)3沉淀，反应的离子方程式为Fe3+ + 3NH3·H2O＝Fe(OH)3↓ + 3NH4+；（4）若不用氯水，又因为不能引入新杂质，可以选择H2O2、NaClO把Fe2+氧化为Fe3+，答案选A、C；（5）在步骤⑤中Fe(OH)3沉淀是从含有Cl-的溶液中过滤出来的，若沉淀洗涤干净，则洗涤溶液中无Cl－，所以检验沉淀是否洗净的方法是取最后一次洗涤液于试管中，加入AgNO3溶液，溶液不变浑浊，说明沉淀洗涤干净。（6）若坩埚质量为W1g，坩埚及灼烧后的固体总质量为W2g，则m(Fe2O3)=(W2－W1)g，样品中铁元素的质量分数为{[(W2－W1)g÷160g/mol]×2×56g/mol}÷mg×100%=[7（W2－W1）/10m]×100%。