题目

题型：不详难度：来源：

（15分）氯化铁是常见的水处理剂，无水氯化铁的熔点为555K、沸点为588K。工业制备氯化铁的一种工艺如下：

回答下列问题
（1）取0.5mL氯化铁溶液滴入50mL沸水中，再煮沸片刻得红褐色透明液体，该过程可用离子方程式表示为         。
（2）已知FeCl₃·6H₂O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溶液中获得FeCl₃·6H₂O的方法是         。
（3）捕集器中温度超过673K，存在相对分子质量为325的物质，该物质的化学式为         。
（4）室温时向FeCl₃溶液中滴加NaOH溶液，当溶液中c(Fe³⁺)≤1.0×10^-5 mol·L^-1时，视作Fe³⁺沉淀完全，则Fe³⁺沉淀完全的pH至少为         （已知Ksp［Fe(OH)₃］=1.0×10^-38）。
（5）吸收剂X是         ，吸收塔中吸收剂X的作用是         。
（6）测定样品中FeCl₃的质量分数的方法是：
a．称取mg无水氯化铁样品，溶于稀盐酸，再转移到100mL容量瓶，用蒸馏水定容
b．取出10mL待测溶液于锥形瓶中，加入稍过量的KI溶液充分反应
c．以淀粉作指示剂，用b mol·L^-1Na₂S₂O₃溶液滴定（I₂+2 Na₂S₂O₃= Na₂S₄O₆+2NaI），共用去VmL。①样品中氯化铁的质量分数为         。
②若用上述办法测定的样品中FeCl₃的质量分数偏低（测定过程中产生的误差可忽略），其原因可能是         。

答案

共15分
（1）Fe³⁺+3H₂OFe(OH)₃（胶体）+3H⁺ （2分，漏写胶体扣1分）
（2）加入少量盐酸，加热浓缩，再冷却结晶（2分，不答出加少量盐酸不得分）
（3）Fe₂Cl₆（2分）
（4）3（1分）
（5）FeCl₂溶液（1分），吸收反应炉中过量的氯气和少量氯化铁烟气（2分）
（6）①（3分）②样品中含有杂质FeCl₂(2分)

解析

（1）该过程为Fe(OH)₃（胶体）的制备，所以反应的离子方程式为：Fe³⁺+3H₂OFe(OH)₃（胶体）+3H⁺。
（2）在FeCl₃溶液中，由于Fe³⁺是弱碱阳离子，存在如下水解过程：Fe³⁺+3H₂O?Fe(OH)₃+3H⁺，而水解是吸热过程，温度越高越易水解，所以，为了抑制Fe³⁺的水解，在加热浓缩氯化铁溶液前，要加入少量盐酸，又由于FeCl₃·6H₂O的溶解随温度的升高而升高的，所以，在FeCl₃溶液中得到FeCl₃·6H₂O的方法，可采用：加入少量盐酸，加热浓缩，再冷却结晶。
（3）因为FeCL3的相对分子质量为162.5，所以捕集器中温度超过673K，存在相对分子质量为325的物质为Fe₂Cl₆。
（4）根据Ksp［Fe(OH)₃］=1.0×10^-38，所以
c(Fe³⁺)·c³(OH^-)=1.0×10^-38
c(Fe³⁺)=≤1.0×10^-5 mol·L^-1
c³(OH^-)≥
c(OH^-)≥1.0×10^-11 mol·L^-1
       即：≥1.0×10^-11
得：c(H⁺)≤1.0×10^-3
pH≥3
（5）因为从吸收塔中出来成分为FeCL₃溶液，而从反应炉中出来的尾气中含有过量的氯气和少量的氯化铁烟气，所以，吸收剂为FeCl₂溶液，其作用为吸收反应炉中过量的氯气和少量氯化铁烟气。
（6）①消耗Na₂S₂O₃的的物质的量为Vb×10^-3mol;由反应方程式I₂+2 Na₂S₂O₃= Na₂S₄O₆+2NaI可知，反应的I₂的物质的量为1/2Vb×10^-3mol，又因为2Fe³⁺+2I^-==2Fe²⁺+I₂,故FeCl₃的物质的量为Vb×10^-3mol，所以在100mL溶液中，FeCl₃的物质的量为Vb×10^-2mol，
得质量分数为：（Vb×10^-2mol×162.5）/m ==。
②若用上述办法测定的样品中FeCl₃的质量分数偏低，则说明样品还含有还原性的物质存在，故，样品中含有杂质FeCl₂