Question

某氯化鐵樣品含有少量FeCl₂雜質(zhì)．現(xiàn)要測(cè)定其中鐵元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，實(shí)驗(yàn)按以下步驟進(jìn)行：
請(qǐng)根據(jù)上面流程，回答以下問題：
（1）操作 I 所用到的玻璃儀器除燒杯、玻璃棒、量筒外，還必須有

250mL容量瓶、膠頭滴管

（填自選儀器名稱），操作 II 必須用到的儀器是

D

 （從以下選項(xiàng)中選擇，填編號(hào)）．
A．50mL燒杯　　　B．50mL量筒      C．25mL堿式滴定管　　D．25mL酸式滴定管
（2）加入試劑①和②后發(fā)生反應(yīng)的離子反應(yīng)方程式為：

2Fe ²⁺+Cl₂=2Fe ³⁺+2Cl^-、Fe³⁺+3NH₃?H₂O=Fe（OH）₃↓+3NH₄⁺

（3）將沉淀物加熱，并置于干燥器中冷卻至室溫，用天平稱量其質(zhì)量為b₁g，再次加熱并冷卻至室溫稱量其質(zhì)量為b₂g，若b₁-b₂=0.3g，則接下來還應(yīng)進(jìn)行的操作是

再次加熱，并置于干燥器中冷卻，稱量，直至連續(xù)兩次質(zhì)量差不超過0.1g為止

．
（4）若坩堝質(zhì)量是W₁g，坩堝與加熱后固體總質(zhì)量是W₂g，則樣品中鐵元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是：

7(W2-W1)

a

×100%

．
（5）有同學(xué)認(rèn)為：上述流程中若不加入氯水，其它步驟不變，仍可達(dá)到目的．他的理由是：

4Fe（OH）₂+2H₂O+O₂=4Fe（OH）₃

 （用化學(xué)方程式表示）

Answer 1

分析：本實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖菧y(cè)定鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，采取的方法是使樣品溶解、反應(yīng)、最終生成氧化鐵，然后通過氧化鐵質(zhì)量來求鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．
（1）由圖可知，操作I是將加入鹽酸反應(yīng)的溶液稀釋成250.00mL溶液，故需要250mL的容量瓶；操作II是準(zhǔn)確量取25.00mL的稀釋后的溶液，故應(yīng)需要滴定管；
（2）加氯水就是讓+2價(jià)鐵變?yōu)?3價(jià)，加氨水就是使+3價(jià)鐵充分轉(zhuǎn)化為Fe（OH）₃沉淀；
（3）兩次連續(xù)稱量的質(zhì)量相差不能超過0.1g才能說明分解完全，故應(yīng)繼續(xù)加熱并稱量；
（4）加熱分解所得的物質(zhì)是Fe₂O₃，其質(zhì)量為（W₂-W₁）g，由于去25mL溶液，故250mL溶液可以得到Fe₂O₃質(zhì)量為10（W₂-W₁）g，根據(jù)化學(xué)式計(jì)算鐵元素的質(zhì)量，再利用質(zhì)量分?jǐn)?shù)的定義計(jì)算原氧化鐵樣品中鐵元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)；
（6）樣品溶于水，不加氯水，生成的氫氧化亞鐵在蒸干加熱時(shí)氫氧化亞鐵會(huì)迅速被氧氣氧化為氫氧化鐵，加熱最終轉(zhuǎn)化為Fe₂O₃，不影響鐵元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)的測(cè)定；

解答：解：（1）由圖可知，操作I是將加入鹽酸反應(yīng)的溶液稀釋成250.00mL溶液，故需要250mL容量瓶、膠頭滴管；操作II是準(zhǔn)確量取25.00mL的稀釋后的溶液，故應(yīng)需要滴定管，
故答案為：250mL容量瓶、膠頭滴管；D；
（2）加氯水就是讓+2價(jià)鐵變?yōu)?3價(jià)，發(fā)生反應(yīng)為2Fe ²⁺+Cl₂=2Fe ³⁺+2Cl^-；加氨水就是使+3價(jià)鐵充分轉(zhuǎn)化為Fe（OH）₃沉淀，發(fā)生反應(yīng)為Fe³⁺+3NH₃H₂O=Fe（OH）₃↓+3NH₄⁺；
故答案為：2Fe ²⁺+Cl₂=2Fe ³⁺+2Cl^-、Fe³⁺+3NH₃?H₂O=Fe（OH）₃↓+3NH₄⁺；
（3）兩次連續(xù)稱量的質(zhì)量相差不能超過0.1g才能說明分解完全，故應(yīng)繼續(xù)加熱并稱量；
故答案為：繼續(xù)加熱，冷卻至室溫時(shí)，稱量，直至兩次連續(xù)稱量質(zhì)量差不超過0.1g；
（4）250mL溶液可以得到Fe₂O₃質(zhì)量為10（W₂-W₁）g，鐵元素的質(zhì)量為10（W₂-W₁）g×

112

160

=7（W₂-W₁）g，所以原氧化鐵樣品中鐵元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=

7(W2-W1)

a

×100%；
故答案為：

7(W2-W1)

a

×100%；
（5）樣品溶于水，不加氯水，生成的氫氧化亞鐵在蒸干加熱時(shí)氫氧化亞鐵會(huì)迅速被氧氣氧化為氫氧化鐵，加熱最終轉(zhuǎn)化為Fe₂O₃，不影響鐵元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)的測(cè)定，故該方案可行，
故答案為：4Fe（OH）₂+2H₂O+O₂=4Fe（OH）₃；

點(diǎn)評(píng)：本題考查溶液配制、離子檢驗(yàn)、對(duì)實(shí)驗(yàn)操作的理解與實(shí)驗(yàn)方案的評(píng)價(jià)、化學(xué)計(jì)算等，難度中等，清楚測(cè)定原理是解題的關(guān)鍵，是對(duì)所學(xué)知識(shí)的綜合運(yùn)用，需要學(xué)生具有扎實(shí)的基礎(chǔ)與運(yùn)用知識(shí)分析解決問題的能力．