Question

已知某FeCl₃樣品中含有少量FeCl₂雜質(zhì)，某實(shí)驗(yàn)小組要測定其中鐵元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，進(jìn)行了一系列實(shí)驗(yàn)，其操作步驟如圖所示：

根據(jù)如圖所示流程示意圖，請回答下列問題：
（1）操作Ⅰ中，在溶解樣品時(shí)，滴加鹽酸的作用是______．
（2）操作Ⅱ中，所用到的玻璃儀器除燒杯、玻璃棒、膠頭滴管外，還必須有______（填儀器名稱），操作Ⅲ必須用到的儀器是______ （填編號）．
a．50mL燒杯
b．50mL量筒
c．25.00mL滴定管
（3）操作ⅠV中加入過量H₂O₂，將Fe²⁺完全氧化為Fe³⁺，完成并配平該離子方程式：
______Fe²⁺+______H₂O₂+____________=______Fe³⁺+______H₂O．
（4）檢驗(yàn)沉淀是否已經(jīng)洗滌干凈的操作步驟是______．
（5）在最后一步操作中，將沉淀物轉(zhuǎn)移到______（填儀器名稱）中灼燒、冷卻后，用天平稱量紅棕色固體的質(zhì)量為m₁g，再次重復(fù)操作，稱量其質(zhì)量為m₂g，若m₁-m₂=0.3，則接下來還應(yīng)進(jìn)行的操作是______．
（6）若坩堝的質(zhì)量是W₁g，坩堝與加熱后固體的總質(zhì)量是W₂g，則樣品中鐵元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是______（列出原始計(jì)算式）；若稱量準(zhǔn)確，最終測量的結(jié)果偏大，則造成誤差的原因可能是______（寫出一種原因即可）．

Answer 1

解：（1）由于Fe³⁺易水解，為防止Fe³⁺水解，一般配制氯化鐵溶液需要加入鹽酸，增強(qiáng)溶液的酸性，抑制Fe³⁺水解，
故答案為：增強(qiáng)溶液的酸性，抑制Fe³⁺水解；
（2）操作Ⅱ中是用固體配制成250mL溶液氯化鐵溶液，配制溶液需要用到的儀器有：天平、藥匙、燒杯、玻璃棒、250mL容量瓶、膠頭滴管等，還需要250mL容量瓶；
操作Ⅲ中量取12.50mL溶液，依據(jù)精確度，只能選擇滴定管，
故答案為：250mL容量瓶；c；
（3）反應(yīng)中Fe²⁺→Fe³⁺，F(xiàn)e元素化合價(jià)升高1價(jià)，共升高1價(jià)，H₂O₂→H₂O，O元素化合價(jià)由-1價(jià)降低為-2價(jià)，共降低2價(jià)，化合價(jià)升降最小公倍數(shù)為1，故Fe²⁺的系數(shù)為2、H₂O₂的系數(shù)為1，根據(jù)原子守恒可知H₂O的系數(shù)為1、Fe³⁺的系數(shù)為2，由電荷守恒與H原子守恒可知，缺項(xiàng)為H⁺，其系數(shù)為2，配平后方程式為：2Fe²⁺+1H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O，
故答案為：2、1、2H⁺、2、2；
（4）檢驗(yàn)沉淀是否洗滌干凈，即檢驗(yàn)沉淀表面是否存在溶液中的一些離子，即檢驗(yàn)沉淀表面是否附著氯離子，具體操作為：取少量最后一次洗出液，滴加硝酸，再滴加AgNO₃溶液，若無沉淀生成，則證明洗滌干凈，
故答案為：取少量最后一次洗出液，滴加硝酸，再滴加AgNO₃溶液，若無沉淀生成，則證明洗滌干凈；
（5）移至坩堝中加熱，根據(jù)兩次質(zhì)量差是否小于0.1g判斷加熱反應(yīng)是否完全，若m₁-m₂=0.3＞0.1g，應(yīng)再次灼燒、冷卻稱量，直至兩次質(zhì)量差小于0.1g，
故答案為：應(yīng)再次灼燒、冷卻稱量，直至兩次質(zhì)量差小于0.1g；
（6）氫氧化鐵加熱灼燒后生成氧化鐵，坩堝質(zhì)量是W₁，坩堝與加熱后固體總質(zhì)量是W₂，則氧化鐵的質(zhì)量為（W₂-W₁）g，氧化鐵中鐵元素的質(zhì)量為（W₂-W₁）g×=g，故樣品中鐵元素的質(zhì)量=g×g，樣品中鐵元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為×100%=×100%；
固體加熱時(shí)未充分反應(yīng)變?yōu)镕e₂O₃，導(dǎo)致W₂偏大，測量誤差偏大，
故答案為：×100%；固體加熱時(shí)未充分反應(yīng)變?yōu)镕e₂O₃．
分析：（1）由于Fe³⁺易水解，為防止Fe³⁺水解，一般配制氯化鐵溶液需要加入鹽酸；
（2）操作Ⅱ中是用固體配制成250mL溶液氯化鐵溶液，配制溶液需要用到的儀器有：天平、藥匙、燒杯、玻璃棒、250mL容量瓶、膠頭滴管等；
操作Ⅲ中量取12.50mL溶液，依據(jù)精確度，只能選擇滴定管；
（3）根據(jù)化合價(jià)升降配平發(fā)生氧化還原反應(yīng)的物質(zhì)的系數(shù)，再根據(jù)電荷守恒、原子守恒確定缺項(xiàng)物質(zhì)并配平其它物質(zhì)的系數(shù)；
（4）檢驗(yàn)沉淀是否洗滌干凈，即檢驗(yàn)沉淀表面是否存在溶液中的一些離子，即檢驗(yàn)沉淀表面是否附著氯離子；
（5）移至坩堝中加熱，根據(jù)兩次質(zhì)量差是否小于0.1g判斷加熱反應(yīng)是否完全，若大于0.1g，應(yīng)再次灼燒、冷卻稱量，直至兩次質(zhì)量差小于0.1g；
（6）氫氧化鐵加熱灼燒后生成氧化鐵，坩堝質(zhì)量是W₁，坩堝與加熱后固體總質(zhì)量是W₂，則氧化鐵的質(zhì)量為（W₂-W₁）g．氧化鐵中鐵元素的質(zhì)量等于樣品中鐵元素的質(zhì)量，進(jìn)而計(jì)算鐵元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)；
根據(jù)Fe元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)表達(dá)式，判斷測量的結(jié)果偏大可能原因．
點(diǎn)評：考查學(xué)生溶液的配制、對實(shí)驗(yàn)原理理解、對實(shí)驗(yàn)操作的評價(jià)、物質(zhì)含量的測定、氧化還原反應(yīng)、化學(xué)計(jì)算等，難度較大，是對所學(xué)知識的綜合運(yùn)用，需要學(xué)生具備扎實(shí)的基礎(chǔ)知識與分析問題、解決問題能力．