6.(2010·东北师大附中1月考题)某化学研究小组测定某FeCl3样品(含少量FeCl2杂质)中铁元素的质量分数,在实验室中按以下步骤进行实验:
①称取a g样品,置于烧杯中;
②取适量盐酸和适量蒸馏水使样品溶解,准确配制成250 mL溶液;
③准确量取25.00 mL步骤②中配得的溶液,置于烧杯中,加入适量的氯水,使反应完全;
④加入过量氨水,充分搅拌,使沉淀完全;
⑤过滤,洗涤沉淀;
⑥将沉淀转移到坩埚内,加热、搅拌,直到固体由红褐色全部变为红棕色,冷却至室温后,称量;
⑦……
请根据上面的叙述回答下列问题:
(1)上图所给仪器中,实验步骤①②③中必须用到的仪器是E和________(填仪器序号)。
(2)步骤③、④中所发生反应的离子方程式为___________________________________。
(3)步骤⑤中洗涤沉淀的操作是:________________________________________;
检验沉淀是否洗净,应向洗涤液中加入几滴________(填写序号)。
①KSCN溶液
②NaOH溶液
③AgNO3溶液
④酚酞试液
(4)第⑥步的操作中,将沉淀物加热,冷却至室温,称量其质量为m1 g,再次加热并冷却至室温称量其质量为m2 g,若m1与m2差值较大,其原因可能是________________________________________________________________________
________________________________________________________(答出两点即可)。
(5)若坩埚质量是W1 g,最终坩埚和固体的总质量是W2 g,则样品中铁元素的质量分数为________。
解析:(1)实验步骤①②③分别是:固体药品称量、一定物质的量浓度溶液的配制和溶液的取用,故所用仪器有托盘天平(F)、容量瓶(G)、酸式滴定管(C)和烧杯(E)。
(2)步骤③是氯水将FeCl2氧化为FeCl3:2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-;步骤④是氯化铁与氨水的反应:Fe3++3NH3·H2O===Fe(OH)3↓+3NH4+。
(4)步骤⑥中,两次称量的差值较大的原因可能是:第一次加热不够充分,尚有部分Fe(OH)3未完全分解;或第二次加热过程中有固体溅出;或第一次冷却时没有将固体放在干燥器中冷却。
(5)依据实验过程中铁元素守恒,可得以下关系式:
2Fe - 2Fe(OH)3 - Fe2O3
2×56
160
m(Fe) (W2-W1)×10
故w(Fe元素)=×100%=%。
答案:(1)CFG (2)2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-;Fe3++3NH3·H2O===Fe(OH)3↓+3NH4+
(3)沿玻璃棒向过滤器(或漏斗)中的沉淀上加蒸馏水至淹没沉淀,静置使其全部滤出,重复操作2-3次 ③ (4)第一次加热不够充分;第一次冷却时没有将固体放置于干燥器中冷却;第二次加热过程中有固体溅出 (5)%