Question

氯化铁是常见的水处理剂，工业上制备无水FeCl₃的一种工艺如下：

（1）由FeCl₃· 6H₂O晶体制备无水FeCl₃应采取的措施是：                    。

（2）六水合氯化铁在水中的溶解度如下：

温度/℃	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

从FeCl₃溶液制得FeCl₃·6H₂O晶体的操作步骤是：加入少量盐酸、           、        、过滤、洗涤、干燥。

（3）常温下，若溶液的pH控制不当会使Fe³⁺沉淀，pH＝4时，溶液中c（Fe³⁺）＝           mol·L^-1。（常温下Ksp[Fe（OH）₃]＝2.6×10^-39）。

（4）FeCl₃的质量分数通常可用碘量法测定：称取2.300g无水氯化铁样品，溶于稀盐酸， 再转移到100mL容量瓶，用蒸馏水定容；取出10.00mL，加入稍过量的KI溶液，充分反应后，滴入某一指示剂并用0.1000mol·L^-1Na₂S₂O₃溶液滴定用去12.50mL。

已知：I₂＋2S₂O₃^2－＝2I^－＋S₄O₆^2-

① 写出加入稍过量的KI溶液反应的离子方程式：                   。

② 求样品中氯化铁的质量分数（写出计算过程）

Answer

（12分）

（1）在通HCl气体的氛围下加热。（2分）

（2）蒸发浓缩；冷却结晶（每空1分，共2分）

（3）2.6×10-9mol·L-1（2分）

（4）①2Fe3++2I－＝2Fe2++I2（2分）

②10ml水样中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）

氯化铁的质量分数=162.5g.mol-1×1.25×10-3mol×10l/2.300g×100%=88.32%（2分）

【解析】

试题解析: （1）尾气中含有氯气，由工艺流程可知，用吸收剂X在吸收塔中吸收氯气，生成氯化铁，所以吸水剂X为氯化亚铁，氯化亚铁与氯气反应生成氯化铁反应离子方程式为：2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-，故答案为：2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-；（2）由表中数据可知，温度越高氯化铁的溶解度越高，由溶液获得晶体需加热蒸发、冷却晶体．Fe3+易水解应先加入少量的盐酸，抑制Fe3+水解，再热蒸发、冷却晶体获得FeCl3·6H2O，故答案为：加热浓缩；再冷却结晶；（3）当溶液pH为4时，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，溶液颜色由蓝色变为无色，半分钟内不再变色，说明滴定到终点，②VmLNa2S2O3溶液含有Na2S2O3物质的量为V×10-3L×cmol/L=c×V×10-3mol，则：

根据关系式：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克无水氯化铁样品中氯化铁的质量为0.01c × Vmol × 162.5 g/mol=1.625cVg所以m克无水氯化铁样品中氯化铁的质量分数为162.5g.mol-1 × 1.25 × 10-3mol × 10l/2.300 g × 100%=88.32%

考点:有关物质制备的综合考察。