Question

【題目】氯化鐵是常見的水處理劑，工業上制備無水FeCl3的一種工藝如下：

（1）由FeCl3· 6H2O晶體制備無水FeCl3應采取的措施是： 。

（2）六水合氯化鐵在水中的溶解度如下：

溫度/℃	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

從FeCl3溶液制得FeCl3·6H2O晶體的操作步驟是：加入少量鹽酸、 、 、過濾、洗滌、干燥。

（3）常溫下，若溶液的pH控制不當會使Fe3+沉淀，pH＝4時，溶液中c（Fe3+）＝ mol·L-1。（常溫下Ksp[Fe（OH）3]＝2.6×10-39）。

（4）FeCl3的質量分數通常可用碘量法測定：稱取2.300g無水氯化鐵樣品，溶于稀鹽酸， 再轉移到100mL容量瓶，用蒸餾水定容；取出10.00mL，加入稍過量的KI溶液，充分反應后，滴入某一指示劑并用0.1000mol·L-1Na2S2O3溶液滴定用去12.50mL。

已知：I2＋2S2O32－＝2I－＋S4O62-

① 寫出加入稍過量的KI溶液反應的離子方程式： 。

② 求樣品中氯化鐵的質量分數（寫出計算過程）

Answer 1

【答案】（12分）

（1）在通HCl氣體的氛圍下加熱。（2分）

（2）蒸發濃縮；冷卻結晶（每空1分，共2分）

（3）2.6×10-9mol·L-1（2分）

（4）①2Fe3++2I－＝2Fe2++I2（2分）

②10ml水樣中2Fe3++2I－＝2Fe2++I2；I2＋2S2O32－＝2I－＋S4O62-）

n（FeCl3）=2n（I2）=n（Na2S2O3）=12.50mL×10-3L·mL-1×0.1000mol·L-1=1.25×10-3mol（2分）

氯化鐵的質量分數=162.5g.mol-1×1.25×10-3mol×10l/2.300g×100%=88.32%（2分）

【解析】

試題解析: （1）尾氣中含有氯氣，由工藝流程可知，用吸收劑X在吸收塔中吸收氯氣，生成氯化鐵，所以吸水劑X為氯化亞鐵，氯化亞鐵與氯氣反應生成氯化鐵反應離子方程式為：2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-，故答案為：2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-；（2）由表中數據可知，溫度越高氯化鐵的溶解度越高，由溶液獲得晶體需加熱蒸發、冷卻晶體．Fe3+易水解應先加入少量的鹽酸，抑制Fe3+水解，再熱蒸發、冷卻晶體獲得FeCl3·6H2O，故答案為：加熱濃縮；再冷卻結晶；（3）當溶液pH為4時，溶液中c（OH-）=10-10mol/L，Ksp[Fe（OH）3]=c（Fe3+）?c3（OH-）=2.6×10-39，所以溶液中c（Fe3+）= 2.6×10-39/（10-10）3=2.6×10-9mol·L-1，（4）①滴入最后一滴，溶液顏色由藍色變為無色，半分鐘內不再變色，說明滴定到終點，②VmLNa2S2O3溶液含有Na2S2O3物質的量為V×10-3L×cmol/L=c×V×10-3mol，則：

根據關系式：2Fe3+～～I2～～2S2O32-

2 2

n（Fe3+） c×V×10-3mol×10

所以 n（Fe3+）=c×V×10-3mol×10=0.01cVmol，所以m克無水氯化鐵樣品中氯化鐵的質量為0.01c × Vmol × 162.5 g/mol=1.625cVg所以m克無水氯化鐵樣品中氯化鐵的質量分數為162.5g.mol-1 × 1.25 × 10-3mol × 10l/2.300 g × 100%=88.32%

考點:有關物質制備的綜合考察。