题目内容
(15分)氯化铁是常见的水处理剂,无水氯化铁的熔点为555K、沸点为588K。工业制备氯化铁的一种工艺如下:
回答下列问题
(1)取0.5mL氯化铁溶液滴入50mL沸水中,再煮沸片刻得红褐色透明液体,该过程可用离子方程式表示为 。
(2)已知FeCl3·6H2O在水中的溶解度如下:
从FeCl3溶液中获得FeCl3·6H2O的方法是 。
(3)捕集器中温度超过673K,存在相对分子质量为325的物质,该物质的化学式为 。
(4)室温时向FeCl3溶液中滴加NaOH溶液,当溶液中c(Fe3+)≤1.0×10-5 mol·L-1时,视作Fe3+沉淀完全,则Fe3+沉淀完全的pH至少为 (已知Ksp[Fe(OH)3]=1.0×10-38)。
(5)吸收剂X是 ,吸收塔中吸收剂X的作用是 。
(6)测定样品中FeCl3的质量分数的方法是:
a.称取mg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
b.取出10mL待测溶液于锥形瓶中,加入稍过量的KI溶液充分反应
c.以淀粉作指示剂,用b mol·L-1Na2S2O3溶液滴定(I2+2 Na2S2O3= Na2S4O6+2NaI),共用去VmL。①样品中氯化铁的质量分数为 。
②若用上述办法测定的样品中FeCl3的质量分数偏低(测定过程中产生的误差可忽略),其原因可能是 。
回答下列问题
(1)取0.5mL氯化铁溶液滴入50mL沸水中,再煮沸片刻得红褐色透明液体,该过程可用离子方程式表示为 。
(2)已知FeCl3·6H2O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 |
(3)捕集器中温度超过673K,存在相对分子质量为325的物质,该物质的化学式为 。
(4)室温时向FeCl3溶液中滴加NaOH溶液,当溶液中c(Fe3+)≤1.0×10-5 mol·L-1时,视作Fe3+沉淀完全,则Fe3+沉淀完全的pH至少为 (已知Ksp[Fe(OH)3]=1.0×10-38)。
(5)吸收剂X是 ,吸收塔中吸收剂X的作用是 。
(6)测定样品中FeCl3的质量分数的方法是:
a.称取mg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
b.取出10mL待测溶液于锥形瓶中,加入稍过量的KI溶液充分反应
c.以淀粉作指示剂,用b mol·L-1Na2S2O3溶液滴定(I2+2 Na2S2O3= Na2S4O6+2NaI),共用去VmL。①样品中氯化铁的质量分数为 。
②若用上述办法测定的样品中FeCl3的质量分数偏低(测定过程中产生的误差可忽略),其原因可能是 。
共15分
(1)Fe3++3H2OFe(OH)3(胶体)+3H+ (2分,漏写胶体扣1分)
(2)加入少量盐酸,加热浓缩,再冷却结晶(2分,不答出加少量盐酸不得分)
(3)Fe2Cl6(2分)
(4)3(1分)
(5)FeCl2溶液(1分),吸收反应炉中过量的氯气和少量氯化铁烟气(2分)
(6)①(3分)②样品中含有杂质FeCl2(2分)
(1)Fe3++3H2OFe(OH)3(胶体)+3H+ (2分,漏写胶体扣1分)
(2)加入少量盐酸,加热浓缩,再冷却结晶(2分,不答出加少量盐酸不得分)
(3)Fe2Cl6(2分)
(4)3(1分)
(5)FeCl2溶液(1分),吸收反应炉中过量的氯气和少量氯化铁烟气(2分)
(6)①(3分)②样品中含有杂质FeCl2(2分)
(1)该过程为Fe(OH)3(胶体)的制备,所以反应的离子方程式为:Fe3++3H2OFe(OH)3(胶体)+3H+。
(2)在FeCl3溶液中,由于Fe3+是弱碱阳离子,存在如下水解过程:Fe3++3H2O?Fe(OH)3+3H+,而水解是吸热过程,温度越高越易水解,所以,为了抑制Fe3+的水解,在加热浓缩氯化铁溶液前,要加入少量盐酸,又由于FeCl3·6H2O的溶解随温度的升高而升高的,所以,在FeCl3溶液中得到FeCl3·6H2O的方法,可采用:加入少量盐酸,加热浓缩,再冷却结晶。
(3)因为FeCL3的相对分子质量为162.5,所以捕集器中温度超过673K,存在相对分子质量为325的物质为Fe2Cl6。
(4)根据Ksp[Fe(OH)3]=1.0×10-38,所以
c(Fe3+)·c3(OH-)=1.0×10-38
c(Fe3+)=≤1.0×10-5 mol·L-1
c3(OH-)≥
c(OH-)≥1.0×10-11 mol·L-1
即:≥1.0×10-11
得:c(H+)≤1.0×10-3
pH≥3
(5)因为从吸收塔中出来成分为FeCL3溶液,而从反应炉中出来的尾气中含有过量的氯气和少量的氯化铁烟气,所以,吸收剂为FeCl2溶液,其作用为吸收反应炉中过量的氯气和少量氯化铁烟气。
(6)①消耗Na2S2O3的的物质的量为Vb×10-3mol;由反应方程式I2+2 Na2S2O3= Na2S4O6+2NaI可知,反应的I2的物质的量为1/2Vb×10-3mol,又因为2Fe3++2I-==2Fe2++I2,故FeCl3的物质的量为Vb×10-3mol,所以在100mL溶液中,FeCl3的物质的量为Vb×10-2mol,
得质量分数为:(Vb×10-2mol×162.5)/m ==。
②若用上述办法测定的样品中FeCl3的质量分数偏低,则说明样品还含有还原性的物质存在,故,样品中含有杂质FeCl2
(2)在FeCl3溶液中,由于Fe3+是弱碱阳离子,存在如下水解过程:Fe3++3H2O?Fe(OH)3+3H+,而水解是吸热过程,温度越高越易水解,所以,为了抑制Fe3+的水解,在加热浓缩氯化铁溶液前,要加入少量盐酸,又由于FeCl3·6H2O的溶解随温度的升高而升高的,所以,在FeCl3溶液中得到FeCl3·6H2O的方法,可采用:加入少量盐酸,加热浓缩,再冷却结晶。
(3)因为FeCL3的相对分子质量为162.5,所以捕集器中温度超过673K,存在相对分子质量为325的物质为Fe2Cl6。
(4)根据Ksp[Fe(OH)3]=1.0×10-38,所以
c(Fe3+)·c3(OH-)=1.0×10-38
c(Fe3+)=≤1.0×10-5 mol·L-1
c3(OH-)≥
c(OH-)≥1.0×10-11 mol·L-1
即:≥1.0×10-11
得:c(H+)≤1.0×10-3
pH≥3
(5)因为从吸收塔中出来成分为FeCL3溶液,而从反应炉中出来的尾气中含有过量的氯气和少量的氯化铁烟气,所以,吸收剂为FeCl2溶液,其作用为吸收反应炉中过量的氯气和少量氯化铁烟气。
(6)①消耗Na2S2O3的的物质的量为Vb×10-3mol;由反应方程式I2+2 Na2S2O3= Na2S4O6+2NaI可知,反应的I2的物质的量为1/2Vb×10-3mol,又因为2Fe3++2I-==2Fe2++I2,故FeCl3的物质的量为Vb×10-3mol,所以在100mL溶液中,FeCl3的物质的量为Vb×10-2mol,
得质量分数为:(Vb×10-2mol×162.5)/m ==。
②若用上述办法测定的样品中FeCl3的质量分数偏低,则说明样品还含有还原性的物质存在,故,样品中含有杂质FeCl2
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