题目

题型：不详难度：来源：

氯化铁是一种重要的化工原料，无水氯化铁遇潮湿空气极易吸水生成FeCl₃·nH₂O。
（1）实验室用如下装置（部分加热、夹持等装置已略去）制备无水氯化铁固体。

①装置A中仪器z的名称是___________。
②简述检验装置A气密性的操作：______________________。
③按气流方向连接各仪器接口，顺序为a→_________ →__________ →_________ →__________→b→c→_________→__________，装置D的作用是______________________。
（2）工业上制备无水氯化铁的一种工艺流程如下：

①吸收塔中发生反应的离子方程式为_________________________________________。
②简述由FeCl₃·6H₂O晶体得到无水氯化铁的操作：________________________________。
③用碘量法测定所得无水氯化铁的质量分数：称取m克无水氯化铁样品，溶于稀盐酸，再转移到100 mL容量瓶中，用蒸馏水定容；取出10 mL，加入稍过量的KI溶液，充分反应后，滴入指示剂_________（填试剂名称），用c mol/L的Na₂S₂O₃溶液进行滴定，终点时消耗V mLNa₂S₂O₃溶液（已知：I₂＋2S₂O₃^2－＝2I^－＋S₄O₆^2－）。则样品中氯化铁的质量分数为____________。
（3）若已知：
Fe(OH)₃(aq)Fe^3＋(aq)＋3OH^－(aq) △H＝a kJ/mol
H₂O(l)H^＋(aq)＋OH^－(aq)  △H＝b kJ/mol
请写出Fe^3＋发生水解反应的热化学方程式________________________________________。

答案

（16分）（1）①分液漏斗（1分，写错字不得分）
②关闭a处弹簧夹和分液漏斗的活塞，向分液漏斗中加入较多的水，然后打开分液漏斗的活塞，使水缓缓流下，若分液漏斗中的水不能完全漏下，说明装置气密性好（或在a管处接一导管，并将导管末端插入水中，同时关闭分液漏斗的活塞，用酒精灯给圆底烧瓶微热，若导管末端有气泡冒出，停止加热恢复室温时，导管末端形成一小段水柱，说明装置气密性好。（2分，合理答案即可）③a→h→i→d→e→b→c→f→g  (2分，顺序写错不得分) 吸收未反应的Cl₂ (1分)，同时防止空气中的水蒸气进入装置B  (1分) (共2分，合理答案即可)
（2）①2Fe²⁺+Cl₂=2Fe³⁺+2Cl^- （2分，化学式写错、不配平均不得分，写化学方程式不得分）
②将FeCl₃·6H₂O晶体置于HCl气流中加热(2分，合理答案即可)
③淀粉溶液或淀粉  (1分) %或 或×100% (2分，合理答案即可)
（3）Fe³⁺(aq)+3H₂O(l)Fe(OH)₃(aq) + 3H⁺(aq) △H=（3b－a）kJ·mol^-1 （2分，化学式写错、表达式写错、不配平、漏写物质状态、漏写单位均不得分）

解析

试题分析：（1）①根据装置的结构特点可判断，装置A中仪器z的名称是分液漏斗；
②装置气密性检验一般是借助于气压差，因此根据该装置的特点可知，检验装置A气密性的操作应该是关闭a处弹簧夹和分液漏斗的活塞，向分液漏斗中加入较多的水，然后打开分液漏斗的活塞，使水缓缓流下，若分液漏斗中的水不能完全漏下，说明装置气密性好（或在a管处接一导管，并将导管末端插入水中，同时关闭分液漏斗的活塞，用酒精灯给圆底烧瓶微热，若导管末端有气泡冒出，停止加热恢复室温时，导管末端形成一小段水柱，说明装置气密性好。
③由于无水氯化铁遇潮湿空气极易吸水生成FeCl₃·nH₂O，而制得的氯气中含有水蒸气和氯化氢，所以在和铁反应之前需要净化氯气。氯化氢用饱和食盐水除去，浓硫酸用来干燥氯气，且首先除去氯化氢，最后干燥。同时为了防止氯气污染空气，且也为了防止空气中的水蒸气进入反应器，还需要有尾气处理装置，选择的装置是盛有碱石灰的干燥管，所以正确的连接顺序为a→h→i→d→e→b→c→f→g；根据以上分析可知，装置D的作用是吸收未反应的Cl₂，同时防止空气中的水蒸气进入装置B。
（2）①从吸收塔中出来的是氯化铁溶液，所以吸收剂X应该是氯化亚铁，所以该反应的离子方程式为2Fe²⁺+Cl₂=2Fe³⁺+2Cl^-；
②由于氯化铁水解生成氢氧化铁和氯化氢，水解吸热，且生成的 氯化氢极易挥发，进一步促进水解，所以由FeCl₃·6H₂O晶体得到无水氯化铁的操作应该是将FeCl₃·6H₂O晶体置于HCl气流中加热；
③氯化铁能把碘化钾氧化生成单质碘，而碘遇淀粉显蓝色，所以加入的指示剂应该是淀粉溶液；根据方程式2Fe^3＋＋2I^－＝2Fe^2＋＋I₂、I₂＋2S₂O₃^2－＝2I^－＋S₄O₆^2－可知2Fe^3＋～I₂～2S₂O₃^2－，则10ml溶液中铁离子的物质的量是0.001cVmol，所以原样品中氯化铁的物质的量是0.001cVmol×＝0.01cVmol，因此氯化铁的质量是0.01cVmol×162.5g/mol＝1.625cVg，则样品中氯化铁的质量分数为×100%＝%。
（3）已知①Fe(OH)₃(aq)Fe^3＋(aq)＋3OH^－(aq) △H＝a kJ/mol，②H₂O(l)H^＋(aq)＋OH^－(aq)  △H＝b kJ/mol，则根据盖斯定律可知②×3－①即得到方程式）Fe³⁺(aq)+3H₂O(l)Fe(OH)₃(aq) + 3H⁺(aq)，所以该反应的反应热△H=（3b－a）kJ·mol^-1。