Question

氯化鐵是常見的水處理劑，無水FeCl₃的熔點為555K、沸點為588K．工業(yè)上制備無水FeCl₃的一種工藝如下：

（1）取0.5mL三氯化鐵溶液滴入50mL沸水中，再煮沸片得紅褐色氫氧化鐵膠體，其離子方程式可表示為：

Fe³⁺+3H₂O

△   .

Fe（OH）₃（膠體）+3H⁺

，膠體粒子的直徑一般不超過

100nm

．
（2）吸收塔中吸收劑X是

FeCl₂溶液

．
（3）溫度超過673K，捕集器中的物質(zhì)相對分子質(zhì)量為325，該物質(zhì)的分子式為

Fe₂Cl₆

．
（4）通常用碘量法測定FeCl₃的質(zhì)量分?jǐn)?shù)：稱取m g無水氯化鐵樣品，溶于稀鹽酸，再轉(zhuǎn)移到100mL容量瓶，用蒸餾水定容；取出10.00mL，加入稍過量的KI溶液，充分反應(yīng)后，用淀粉作指示劑并用c mol/L Na₂S₂O₃溶液滴定（I₂+2S₂O₃^2-=2I^-+S₄O₆^2-），共用去V mL．則樣品中氯化鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：

162.5cV

m

%

．

Answer 1

分析：（1）三氯化鐵溶液滴入50ml沸水中，再煮沸片刻得紅褐色透明液體，形成氫氧化鐵膠體；
膠體粒子的直徑介于1nm～100nm之間；
（2）尾氣中含有過量的氯氣和少量氯化鐵煙氣，由工藝流程可知，用吸水劑X在吸收塔中吸收氯氣，生成氯化鐵，所以吸水劑X為氯化亞鐵，同時溶解氯化鐵煙氣；
（3）分子中Fe原子與Cl原子數(shù)目之比為1：3，令分子組成為（FeCl₃）_n，根據(jù)相對分子質(zhì)量計算n值，確定物質(zhì)的分子式；
（4）VmLNa₂S₂O₃溶液含有Na₂S₂O₃物質(zhì)的量為V?10^-3 L×cmol/L=c?V?10^-3 mol，mg樣品需要0.01cVmolNa₂S₂O₃，根據(jù)關(guān)系式2Fe³⁺～I(xiàn)₂～S₂O₃^2-計算n（Fe³⁺），氯化鐵的物質(zhì)的量等于n（Fe³⁺），利用m=nM計算氯化鐵的質(zhì)量，根據(jù)質(zhì)量分?jǐn)?shù)定義計算．

解答：解：（1）取0.5ml三氯化鐵溶液滴入50ml沸水中，再煮沸片刻得紅褐色透明液體，形成氫氧化鐵膠體，該過程可用離子方程式為：Fe³⁺+3H₂O

△   .

Fe（OH）₃（膠體）+3H⁺；
膠體粒子的直徑介于1nm～100nm之間，故膠體粒子的直徑一般不超過100nm，
故答案為：Fe³⁺+3H₂O

△   .

Fe（OH）₃（膠體）+3H⁺；100nm；
（2）尾氣中含有過量的氯氣和少量氯化鐵煙氣，由工藝流程可知，用吸水劑X在吸收塔中吸收氯氣，生成氯化鐵，所以吸水劑X為氯化亞鐵，同時溶解氯化鐵煙氣，
故答案為：FeCl₂溶液；
（3）分子中Fe原子與Cl原子數(shù)目之比為1：3，令分子組成為（FeCl₃）_n，該分子相對分子質(zhì)量為325，則：
（56+35.5×3）×n=325，解得，n=2，所以該物質(zhì)的分子式為Fe₂Cl₆，
故答案為：Fe₂Cl₆；
（4）VmLNa₂S₂O₃溶液含有Na₂S₂O₃物質(zhì)的量為V?10^-3 L×cmol/L=c?V?10^-3 mol，則：
根據(jù)關(guān)系式：2Fe³⁺～～～～～I(xiàn)₂～～～～～～2S₂O₃^2-
             2                          2  
            n（Fe³⁺）                 c?V?10^-3 mol×10
所以 n（Fe³⁺）=c?V?10^-3 mol×10=0.01cVmol，
所以m克無水氯化鐵樣品中氯化鐵的質(zhì)量為0.01cVmol×162.5g/mol=1.625cVg
所以m克無水氯化鐵樣品中氯化鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為

1.625cV  g

m g

×100%=

162.5cV

m

%．
故答案為：

162.5cV

m

%．

點評：本題考查學(xué)生對工藝流程的理解、物質(zhì)的分離提純等基本操作、氧化還原反應(yīng)滴定應(yīng)用、溶度積有關(guān)計算等，難度中等，需要學(xué)生具有扎實的基礎(chǔ)知識與靈活運用知識解決問題的能力．注意（4）中計算，mg樣品需要Na₂S₂O₃的體積為滴定中的10倍，容易忽略．