Question

三氯化铁是合成草酸铁的重要原料．
（1）利用工业FeCl₃制取纯净的草酸铁晶体[Fe₂（C₂O₄）₃?5H₂O]的实验流程如图所示：

①为抑制FeCl₃水解，溶液X为

 

．
②上述流程中FeCl₃能被异丙醚萃取，其原因是

 

；检验萃取、分液后所得水层中是否含有Fe³⁺的方法是

 

．
③所得Fe₂（C₂O₄）₃?5H₂O需用冰水洗涤，其目的是

 

．
④为测定所得草酸铁晶体的纯度，实验室称取a g样品，加硫酸酸化，用KMnO₄标准溶液滴定生成的H₂C₂O₄，KMnO₄标准溶液应置于右图所示仪器

 

（填“甲”或“乙”）中．下列情况会造成实验测得Fe₂（C₂O₄）₃?5H₂O含量偏低的是

 

．
a．盛放KMnO₄的滴定管水洗后未用标准液润洗
b．滴定管滴定前尖嘴部分有气泡，滴定后消失
c．滴定前仰视读数，滴定后俯视读数
（2）某研究性学习小组欲从蚀刻镀铜电路板所得废液（溶质为FeCl₂、CuCl₂、FeCl₃）出发，制备单质铜和无水FeCl₃，再由FeCl₃合成Fe₂（C₂O₄）₃?5H₂O．请补充完整由蚀刻废液制备单质铜和无水FeCl₃的实验步骤（可选用的试剂：铁粉、盐酸、NaOH溶液和H₂O₂溶液）：向废液中加入足量铁粉，充分反应后过滤；

 

；调节溶液pH，将溶液蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤干燥得FeCl₃?6H₂O；

 

，得到无水FeCl₃．

Answer 1

考点：制备实验方案的设计,铁的氧化物和氢氧化物,探究物质的组成或测量物质的含量

专题：实验题

分析：（1）①酸化FeCl₃用盐酸酸化，不引入杂质；
②萃取是利用溶质在不同溶剂中的溶解度差异分离提取物质的一种方法，能萃取说明FeCl₃在异丙醚中的溶解度大于其在水中的溶解度；检验Fe³⁺用KSCN溶液效果最好；
③洗涤是除去沉淀表面杂质，冰水是减少沉淀溶解损失；故答案为：除去杂质、减少草酸铁晶体的溶解损耗；
④KMnO₄标准溶液具有强氧化性，应置于酸式滴定管中；根据高锰酸钾的量计算草酸的含量，
a．没有润洗导致高锰酸钾浓度低消耗体积多；
b．读数高锰酸钾体积多；
c．读数体积偏小，结果偏低；
（2）该过程中生成亚铁离子需加双氧水氧化为铁离子，但实验的目的是得到铜单质，反应生成的是铜和剩余铁的混合物，故需加盐酸除去铜中的铁，并把反应滤液与前次合并，故操作为向滤渣中加入足量HCl，充分反应后过滤、洗涤、干燥得铜粉；将两次过滤所得滤液合并，向其中加入适量H₂O₂溶液至Fe²⁺全部生成Fe³⁺；直接加热FeCl₃?6H₂O会水解，为抑制水解需在HCl氛围下进行．

解答： 解：（1）①酸化FeCl₃用盐酸酸化，不引入杂质，且抑制铁离子的水解，故答案为：（浓）盐酸；
②萃取是利用溶质在不同溶剂中的溶解度差异分离提取物质的一种方法，能萃取说明FeCl₃在异丙醚中的溶解度大于其在水中的溶解度；检验Fe³⁺用KSCN溶液效果最好；故答案为：FeCl₃在异丙醚中的溶解度大于其在水中的溶解度；取少量溶液，向其中滴加少量KSCN溶液，若溶液变红，则含有Fe³⁺；
③洗涤是除去沉淀表面杂质，冰水是减少沉淀溶解损失，故答案为：除去杂质、减少草酸铁晶体的溶解损耗；
④KMnO₄标准溶液具有强氧化性，应置于酸式滴定管中；
a．没有润洗导致高锰酸钾浓度低消耗体积多，偏高；
b．读数高锰酸钾体积多，偏高；
c．读数体积偏小，结果偏低，正确；
故答案为：甲；c；
（2）该过程中生成亚铁离子需加双氧水氧化为铁离子，但实验的目的是得到铜单质，反应生成的是铜和剩余铁的混合物，故需加盐酸除去铜中的铁，并把反应滤液与前次合并，故操作为向滤渣中加入足量HCl，充分反应后过滤、洗涤、干燥得铜粉；将两次过滤所得滤液合并，向其中加入适量H₂O₂溶液至Fe²⁺全部生成Fe³⁺；直接加热FeCl₃?6H₂O会水解，为抑制水解需在HCl氛围下进行，
故答案为：向滤渣中加入足量HCl，充分反应后过滤、洗涤、干燥得铜粉；将两次过滤所得滤液合并，向其中加入适量H₂O₂溶液至Fe²⁺全部生成Fe³⁺；将FeCl₃?6H₂O在HCl的气氛中加热脱水．

点评：本题考查草酸铁晶体[Fe₂（C₂O₄）₃?5H₂O]的制备，涉及试验流程问题，根据物质的性质进行分析处理，难度较大．