Question

某氧化铁样品中含有少量的FeCl₂杂质．现要测定其中铁元素的质量分数，按以下步骤进行实验：
请根据图的流程，回答下列问题：
（1）操作I所用到玻璃仪器除烧杯、玻璃棒、胶头滴管以外，还必须有

250mL容量瓶

；（填仪器名称）操作II必须用到的仪器是

D

．（填字母）
A.50ml烧杯  B.50ml量筒   C.100ml量筒   D.25ml滴定管
（2）先加入足量氯水再加入氨水的离子方程式为

2Fe ²⁺+Cl₂=2Fe ³⁺+2Cl^-、Fe³⁺+3NH₃H₂O=Fe（OH）₃↓+3NH₄⁺

．
（3）检验沉淀是否洗涤干净的操作是

取少量最后一次洗出液，滴加AgNO₃溶液，若无沉淀生成，则证明洗涤干净

．
（4）将沉淀物加热，冷却至室温，用天平称量其质量为b₁g，再次加热并冷却至室温称量其质量为b₂g，若b₁-b₂=0.3，则接下来还应进行的操作是

继续加热，冷却至室温时，称量，直至两次连续称量质量差不超过0.1g

．
（5）若坩埚的质量为W₁g，坩埚与加热后固体的总质量为W₂g，则样品中铁元素的质量分数是

7(W2-W1)

a

．
（6）有学生认为上述实验步骤太繁琐，他认为，将样品溶于水后充分搅拌，加热蒸干燃烧称量即可，请你评价是否可行？

可行

．（填“可行”或“不可行”）

Answer 1

分析：本实验目的是测定铁的质量分数，采取的方法是使样品溶解、反应、最终生成氧化铁，然后通过氧化铁质量来求铁的质量分数．
（1）由图可知，操作I是将加入盐酸反应的溶液稀释成250.00mL溶液，故需要250mL的容量瓶；操作II是准确量取25.00mL的稀释后的溶液，故应需要滴定管；
（2）加氯水就是让+2价铁变为+3价，加氨水就是使+3价铁充分转化为Fe（OH）₃沉淀；
（3）沉淀洗涤就是把Cl^-或NH₄⁺洗掉，可以检验洗涤液中是否含有Cl^-，取少量最后一次洗出液，滴加AgNO₃溶液，若无沉淀生成，则证明洗涤干净；
（4）两次连续称量的质量相差不能超过0.1g才能说明分解完全，故应继续加热并称量；
（5）加热分解所得的物质是Fe₂O₃，其质量为（W₂-W₁）g，由于去25mL溶液，故250mL溶液可以得到Fe₂O₃质量为10（W₂-W₁）g，根据化学式计算铁元素的质量，再利用质量分数的定义计算原氧化铁样品中铁元素的质量分数；
（6）样品溶于水，存在平衡Fe²⁺+2H₂O?Fe（OH）₂+2H⁺，加热HCl挥发，促进水解，蒸干加热最终转化为Fe₂O₃，不影响铁元素质量分数的测定．

解答：解：（1）由图可知，操作I是将加入盐酸反应的溶液稀释成250.00mL溶液，故需要250mL容量瓶；操作II是准确量取25.00mL的稀释后的溶液，故应需要滴定管，
故答案为：250mL容量瓶；D；
（2）加氯水就是让+2价铁变为+3价，发生反应为2Fe ²⁺+Cl₂=2Fe ³⁺+2Cl^-；加氨水就是使+3价铁充分转化为Fe（OH）₃沉淀，发生反应为Fe³⁺+3NH₃H₂O=Fe（OH）₃↓+3NH₄⁺，
故答案为：2Fe ²⁺+Cl₂=2Fe ³⁺+2Cl^-、Fe³⁺+3NH₃H₂O=Fe（OH）₃↓+3NH₄⁺；
（3）沉淀洗涤就是把Cl^-或NH₄⁺洗掉，可以检验洗涤液中是否含有Cl^-，取少量最后一次洗出液，滴加AgNO₃溶液，若无沉淀生成，则证明洗涤干净，
故答案为：取少量最后一次洗出液，滴加AgNO₃溶液，若无沉淀生成，则证明洗涤干净；
（4）两次连续称量的质量相差不能超过0.1g才能说明分解完全，故应继续加热并称量，
故答案为：继续加热，冷却至室温时，称量，直至两次连续称量质量差不超过0.1g；
（5）250mL溶液可以得到Fe₂O₃质量为10（W₂-W₁）g，铁元素的质量为10（W₂-W₁）g×

112

160

=7（W₂-W₁）g，所以原氧化铁样品中铁元素的质量分数

7(W2-W1)

a

，
故答案为：

7(W2-W1)

a

；
（6）样品溶于水，存在平衡Fe²⁺+2H₂O?Fe（OH）₂+2H⁺，加热HCl挥发，促进水解，蒸干加热最终转化为Fe₂O₃，不影响铁元素质量分数的测定，故该方案可行，
故答案为：可行．

点评：本题考查溶液配制、离子检验、对实验操作的理解与实验方案的评价、化学计算等，难度中等，清楚测定原理是解题的关键，是对所学知识的综合运用，需要学生具有扎实的基础与运用知识分析解决问题的能力．