Question

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________________________________________。

Answer

（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2Fe3＋＋2I－＝2Fe2＋＋I2、I2＋2S2O32－＝2I－＋S4O62－可知2Fe3＋～I2～2S2O32－，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)Fe3＋(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。

考点：考查仪器识别、气密性检验、氯气制备、净化、尾气处理；水解应用、物质含量测定的实验方案设计与计算；盖斯定律的应用