Question

氯化铁广泛应用于污水处理、五金蚀刻及有机工业的催化剂、氧化剂和氯化剂等。

（1）现用mg废铁屑（Fe₂O₃）制取FeCl₃· 6H₂O晶体，并测定废铁屑中铁的质量分数，实验装置如图（夹持装置略）。反应开始前至A中固体完全消失时，依次进行下列操作：

①缓慢滴加足量盐酸

②关闭弹簧夹K₁、打开K₂并关闭活塞a

③打开弹簧夹K₁、关闭K₂并打开活塞a

正确的操作顺序是             （填序号）；当A中溶液完全进入烧杯后，烧杯中的现象是           ，相应的离子方程式和化学方程式是：             和。

（2）实验测得B中所得的气体VmL（标准状况），由此计算出该废铁屑中铁的质量分数是，该数值比实际数值偏低，若实验过程操作无误，偏低的原因是：                  。

（3）另取mg废铁屑和CO气体在加热时充分反应到恒重，测得实验后剩余固体质量是wg，由此求出铁的准确质量分数是             （用含m和w的式子表示，无需化简）。

Answer

(1) ③①②；无色溶液逐渐变黄，有气泡产生；2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O；(2) Fe3+和Fe发生反应消耗部分Fe，使与盐酸反应的Fe相应减少；(3) [m−160×(m−w)/48]/ m×100%

【解析】

试题分析：（1）现用铁屑（Fe2O3）制取FeCl3· 6H2O晶体，应先让铁和盐酸反应生成氢气和氯化亚铁，装置A中的铁完全消失，反应结束；打开弹簧夹K2，反应生成的氯化亚铁被双氧水氧化成氯化铁，所以正确的操作顺序是③①②；当A中固体完全消失，铁完全和盐酸反应后，反应结束；当A中溶液完全进入烧杯，生成的氯化亚铁被氧化成黄色的氯化铁，所以现象是无色溶液逐渐变黄，有气泡产生；生成的氯化铁作催化剂，使双氧水分解，反应的方程式为：2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O；

（2）由于废铁屑中含有氧化铁，和盐酸反应生成的三价铁离子能够和铁反应，导致铁减少，置换的氢气体积减少，答案是：Fe3+和Fe发生反应消耗部分Fe，使与盐酸反应的Fe相应减少；

（3）mg废铁屑中的氧化铁被还原后质量变成wg铁，质量差（m-w）g就是氧化铁中氧元素的质量，n（O）=(m−w)/16mol，n（Fe2O3）=1/3×n（O）=(m−w)/48molmol，铁的质量分数为：[m−160×(m−w)/48]/ m×100%

考点：探究物质的组成或测量物质的含量