Question

现有一份含有FeCl₃和FeCl₂固体混合物，为测定各成分的含量进行如下两个实验：

实验1：① 称取一定质量的样品，将样品溶解；

② 向溶解后的溶液中加入足量的AgNO₃溶液，产生沉淀；

③ 将沉淀过滤、洗涤、干燥得到白色固体17.22 g。

实验2：① 称取与实验1中相同质量的样品，将样品溶解；

② 向溶解后的溶液中通入足量的Cl₂；

③ 再向②所得溶液中加入足量的NaOH溶液，得到红褐色沉淀；

④ 将沉淀过滤、洗涤后，加热灼烧，到质量不再减少，得到固体物质4g。

回答下列问题：

（1）溶解过程中所用到的玻璃仪器有___________________。

（2）实验室保存FeCl₂溶液时通常会向其中加入少量试剂_____________和_____________。

（3）实验2通入足量Cl₂的目的是________          ；

涉及的化学反应的离子方程式是______                      _。

（4）如何检验溶解样品中含有Fe²⁺                                 。

（5）通过实验所得数据，计算固体样品中FeCl₃和FeCl₂的物质的量之比为_________。

Answer

（1）烧杯、玻璃棒

（2）铁粉；稀盐酸

（3）将Fe2+全部转化为Fe3+；2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl－

（4）取少许样品溶解液于试管中，滴几滴铁氰化钾试剂（或酸性高锰酸钾溶液），若产生蓝色沉淀（溶液褪色），证明含有亚铁离子

（5）2:3

【解析】

试题分析：（1）溶解时，需把固体混合物放入烧杯中，并用玻璃棒搅拌，以促进溶解速率，所以用到的仪器为：烧杯、玻璃棒。

（2）Fe2+易被空气中的氧气氧化成Fe3+而使溶液变质，为了防止Fe2+的氧化，FeCl2溶液中需加入少量的铁粉；Fe2+易水解，FeCl2+2H2OFe(OH)2+2HCl，为了防止FeCl2水解，FeCl2溶液中需加入稀盐酸。

（3）向溶解后的溶液中通入足量的Cl2，目的是用Cl2将Fe2+全部氧化生成Fe3+，发生的反应为：

Cl2+2FeCl2=2FeCl3，离子方程式为：2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-。

（4）检验样品溶解液中是否含有Fe2+的方法：取少许样品溶解液于试管中，滴几滴铁氰化钾试剂，若产生蓝色沉淀，证明样品溶解液中含有亚铁离子；或在样品溶解液中滴加酸性高锰酸钾溶液，若溶液褪色，证明样品溶解液中含有亚铁离子。

（5）设FeCl3和FeCl2的物质的量分别为amol和bmol，

根据氯元素守恒可有：3amol+2bmol==0.12mol，

根据铁元素守恒可有：amol+bmol=×2=0.05mol

解得a=0.02，b=0.03，所以样品中FeCl3和FeCl2的物质的量之比为2:3。

考点：本题主要考查了化学实验以及化学计算，难度不大，在计算时要抓住元素守恒。

【名师点睛】守恒法是一种中学化学典型的解题方法，它利用物质变化过程中某一特定的量固定不变来列式求解，可以免去一些复杂的数学计算，大大简化解题过程，提高解题速度和正确率。该题中主要涉及氧化还原反应， 氧化还原反应的特征是元素的化合价发生变化，其本质是在反应中有电子转移。在氧化还原反应中遵循电子守恒，即氧化剂得到的电子的物质的量（或个数）等于还原剂失去的电子的物质的量（或个数）。若将电子守恒规律应用于解题，可以大大简化我们的计算过程，收到事半功倍的效果。守恒法是中学化学中常用的解题方法之一，守恒法包括质量守恒、原子守恒、电荷守恒、电子守恒等。在进行解题时，如何选择并应用上述方法对于正确快速地解答题目十分关键。首先必须明确每一种守恒法的特点，然后挖掘题目中存在的守恒关系，最后巧妙地选取方法，正确地解答题目。① 在溶液中存在着阴阳离子，由于溶液呈电中性，所以可考虑电荷守恒； ②在氧化还原反应中存在着电子的转移，通常考虑电子守恒。③在某些复杂多步的化学反应中可考虑某种元素的守恒法；④在一个具体的化学反应中，由于反应前后质量不变，因此涉及到与质量有关的问题可考虑质量守恒法。