Question

三氯化铁是合成草酸铁的重要原料。

（1）利用工业FeCl₃制取纯净的草酸铁晶体[Fe₂(C₂O₄)₃·5H₂O]的实验流程如下图所示：

①为抑制FeCl₃水解，溶液X为            。

②上述流程中FeCl₃能被异丙醚萃取，其原因是         ；检验萃取、分液后所得水层中是否含有Fe^3＋的方法是              。

③所得Fe₂(C₂O₄)₃·5H₂O需用冰水洗涤，其目的是                   。

④为测定所得草酸铁晶体的纯度，实验室称取a g样品，加硫酸酸化，用KMnO₄标准溶液滴定生成的H₂C₂O₄，KMnO₄标准溶液应置于如图所示仪器                 （填“甲”或“乙”）中。下列情况会造成实验测得Fe₂(C₂O₄)₃·5H₂O含量偏低的是                 。

a．盛放KMnO₄的滴定管水洗后未用标准液润洗

b．滴定管滴定前尖嘴部分有气泡，滴定后消失

c．滴定前仰视读数，滴定后俯视读数

（2）某研究性学习小组欲从蚀刻镀铜电路板所得废液（溶质为FeCl₂、CuCl₂、FeCl₃）出发，制备单质铜和无水FeCl₃，再由FeCl₃合成Fe₂(C₂O₄)₃·5H₂O。请补充完整由蚀刻废液制备单质铜和无水FeCl₃的实验步骤（可选用的试剂：铁粉、盐酸、NaOH溶液和H₂O₂溶液）：向废液中加入足量铁粉，充分反应后过滤；__________；___________；调节溶液pH，将溶液蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤干燥得FeCl₃·6H₂O；     ___________，得到无水FeCl₃。

Answer

（1）①（浓）盐酸；

②FeCl3在异丙醚中的溶解度大于其在水中的溶解度；取少量溶液，向其中滴加少量KSCN溶液，若溶液变红，则含有Fe3+；

③除去杂质、减少草酸铁晶体的溶解损耗；④甲，c；

（2）向滤渣中加入足量HCl，充分反应后过滤、洗涤、干燥得铜粉；将两次过滤所得滤液合并，向其中加入适量H2O2溶液至Fe2+全部生成Fe3+；将FeCl3·6H2O在HCl的气氛中加热脱水。

【解析】

试题分析：（1）①氯化铁水解产生氢氧化铁和盐酸，所以为了抑制氯化铁水解，要想溶液中加入酸，为了不增加新的杂质离子，酸化FeCl3 用盐酸酸化，不引入杂质，且抑制铁离子的水解；②萃取是利用溶质在互不相溶的溶剂中的溶解度差异分离提取物质的一种方法，能萃取说明FeCl3 在异丙醚中的溶解度大于其在水中的溶解度；检验Fe3+ 用KSCN溶液，溶液变为血红色。方法是取少量溶液，向其中滴加少量KSCN溶液，若溶液变红，则含有Fe3+ ；③洗涤是除去沉淀表面杂质，冰水由于温度降低，物质的溶解度减小，因此可以减少沉淀溶解损失；④KMnO4 标准溶液具有强氧化性，容易腐蚀橡胶管，因此应置于酸式滴定管中，应该使用甲；a．没有润洗导致高锰酸钾浓度低消耗体积多，使测定的Fe2(C2O4)3·5H2O含量偏高，错误； b．读数使高锰酸钾体积多，则导致测定的Fe2(C2O4)3·5H2O含量偏高，错误； c．读数体积偏小，则导致测定的Fe2(C2O4)3·5H2O含量偏低，正确；（2）由蚀刻废液制备单质铜和无水FeCl3的实验步骤是向废液中加入足量铁粉，发生反应：Fe+ 2FeCl3=3FeCl2；Fe+CuCl2=FeCl2+Cu；充分反应后过滤，不能反应铜和剩余铁的混合物，故需加盐酸除去铜中的铁，Fe与盐酸反应产生FeCl2和氢气，而Cu不能反应，并把反应滤液与前次合并，向其中加入适量H2 O2 溶液直至将溶液中Fe2+ 全部生成Fe3+ ；调节溶液pH，将溶液蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤干燥得FeCl3·6H2O；若直接加热FeCl3 •6H2 O会水解，不能得到无水FeCl3，为抑制水解需在HCl氛围下进行加热，最后可得到无水FeCl3。

【考点定位】考查物质制备过程中仪器的使用、离子的检验、操作方法、误差分析等知识。

【名师点睛】Fe3+是常见的要检验的离子，可以利用Fe(OH)3是红褐色难溶性检验，向待检验的溶液中加入NaOH或氨水，若产生红褐色沉淀，就证明含有Fe3+；也可以利用Fe3+与SCN-反应产生可溶性的血红色的Fe(SCN)3检验；或通过向待测溶液中加入苯酚溶液，若产生[Fe(C6H5O)6]3-，使溶液变为紫色，就证明含有Fe3+；工业盐酸由于制取HCl的原料气体氯气用钢管输送，因此盐酸中会混有FeCl3，而使溶液呈黄色；溴水也长显黄色容易与含Fe3+的溶液混淆；鉴别方法可以利用上述三种方法之一，也可以利用卤素单质容易溶于有机物，Fe3+难溶于有机物，采用萃取方法，通过观察有机物层颜色的方法鉴别。铁盐发生水解反应，在配制盐溶液时，为了得到澄清的溶液，通常加入与水解产生的酸相同的酸，来抑制Fe3+的水解，同样用FeCl3 •6H2 O制备无水FeCl3，也要预防Fe3+的水解，在HCl气体的气氛中加入晶体。