Question

氯化铁是常见的水处理剂，利用废铁屑可制备无水氯化铁。实验室制备装置和工业制备流程图如下：

已知：（1）无水FeCl₃的熔点为555K、沸点为588K。

（2）废铁屑中的杂质不与盐酸反应

（3）不同温度下六水合氯化铁在水中的溶解度如下：

温度/℃	0	20	80	100
溶解度（g/100gH2O）	74.4	91.8	525.8	535.7

实验室制备操作步骤如下：

Ⅰ.打开弹簧夹K₁，关闭弹簧夹K₂，并打开活塞a，缓慢滴加盐酸。

Ⅱ.当时，关闭弹簧夹K₁，打开弹簧夹K₂，当A中溶液完全进入烧杯后关闭活塞a。

Ⅲ.将烧杯中溶液经过一系列操作后得到FeCl₃·6H₂O晶体。

请回答：

（1）烧杯中足量的H₂O₂溶液的作用是。

（2）为了测定废铁屑中铁的质量分数，操作Ⅱ中“……”的内容是__________。

（3）从FeCl₃溶液制得FeCl₃•6H₂O晶体的操作步骤是：加入后、蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥．

（4）试写出吸收塔中反应的离子方程式：。

（5）捕集器温度超过673K时，存在相对分子质量为325的铁的氯化物，该物质的分子式为。

（6）FeCl₃的质量分数通常可用碘量法测定：称取mg无水氯化铁样品，溶于稀盐酸，配制成100mL溶液；取出10.00mL，加入稍过量的KI溶液，充分反应后，滴入几滴淀粉溶液，并用cmol•L^-1Na₂S₂O₃溶液滴定，消耗VmL（已知：I₂+2S₂O₃^2-═2I^-+S₄O₆^2-）。

①滴定过程中可能造成实验结果偏低的是

A．锥形瓶未润洗

B．锥形瓶中溶液变色后立刻停止滴定，进行读数

C．滴定管尖嘴内滴定前无气泡，滴定终点发现气泡

D．滴定终点时仰视读数

②样品中氯化铁的质量分数

Answer

（1）把亚铁离子全部氧化成三价铁离子

（2）装置A中不产生气泡或量气管和水准管液面不变（其他合理答案也给分）

（3）盐酸（4）2Fe2++Cl2=2Fe3+（5）Fe2Cl6

（6）①BC②

【解析】

试题分析：（1）根据实验装置和操作步骤可知，实验室制备无水FeCl3，是利用铁与盐酸反应生成FeCl2，然后把FeCl2氧化成FeCl3，先制得FeCl3·6H2O晶体，再脱结晶水制得无水FeCl3。烧杯中足量的H2O2溶液是作氧化剂，把亚铁离子全部氧化成三价铁离子；

（2）铁与盐酸反应完全时，不再产生氢气，所以装置A中不产生气泡或量气管和水准管的液面不再变化，此时，可将A中FeCl2溶液放入烧杯中进行氧化。

（3）为了防止氯化铁水解，则从FeCl3溶液制得FeCl3•6H2O晶体的操作步骤是：加入浓盐酸后、蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥。

（4）从工业制备流程图分析可知，反应炉中进行的反应是2Fe+3Cl2=2FeCl3，因此，进入吸收塔中的尾气是没有参加反应的氯气，在吸收塔中氯气被吸收剂吸收，反应后生成FeCl3溶液，所以吸收剂应是FeCl2溶液，反应的离子方程式为：2Fe2++Cl2=2Fe3+。

（5）捕集器收集的是气态FeCl3，FeCl3的相对分子质量是162.5，由相对分子质量为325的铁的氯化物可以推出，当温度超过673K时，二分子气态FeCl3可以聚合生成双聚体Fe2Cl6。（备注：FeCl3属共价型化合物，能溶于乙醚、丙酮等有机溶剂，在673K蒸气中有双聚体，1023K以上分解为单分子）。

（6）①A．锥形瓶未润洗消耗标准液体积增加，测定结果偏高；

B．锥形瓶中溶液变色后立刻停止滴定，进行读数消耗标准液体积减少，测定结果偏低；

C．滴定管尖嘴内滴定前无气泡，滴定终点发现气泡导致消耗标准液体积减少，测定结果偏低；

D．滴定终点时仰视读数，读数增加，测定结果偏高，答案选BC；

②由反应：2Fe3++2I-＝2Fe2++I2、I2+2S2O32-═2I-+S4O62-可得关系式：

2Fe3+—I2—2S2O32-

11

ncV×10-3

则n（Fe3+）=cV×10-3mol，则样品中氯化铁的质量分数为：ω（Fe3+）＝cV×10-3mol×10×162.5g/mol×100%＝。

考点：考查物质制备化学实验设计与评价