Question

6．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）反应炉中发生反应的化学方程式为2Fe+3Cl₂=2FeCl₃ ．
（2）己知FeCl₃•6H₂0在水中的溶解度如下：

温度/℃	0	10	20	30	50	80	100
溶解度（g/l00gH20）	74.4	81.9	91.8	106.8	315.1	525.8	535.7

从FeCl₃溶液中获得FeCl₃•6H₂0的方法是加入少量盐酸加热浓缩，再冷却结晶．
（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Fe₂Cl₆．
（4）吸收塔中吸收剂X的作用是吸收反应炉中过量的氯气和少量氯化铁烟气，FeCl₃溶液可腐蚀印刷电路铜板，其离子方程式为2Fe³⁺+Cu=2Fe²⁺+Cu²⁺．
（5）室温时向FeCl₃溶液中滴加NaOH溶液，当溶液中c（Fe³⁺）≤l．O×lO^-5mol•L^-1时，视作Fe³⁺沉淀完全，则Fe³⁺沉淀完全的pH至少为3（已知Ksp[Fe（OH）₃]=l.0×l0^-38）．

Answer 1

分析 （1）根据流程图可知，反应炉中反应物为铁屑与氯气反应，生成氯化铁；
（2）由表中数据可知，温度越高氯化铁的溶解度越高，由溶液获得晶体需加热蒸发、冷却晶体，铁离子易水解应先加入少量的盐酸；
（3）捕集器中物质冷却后得氯化铁，根据元素守恒，捕集器中物质也应由氯元素和铁元素组成，且铁原子与氯原子个数比也为1：3，根据相对分子质量可判断化学式；
（4）反应炉中出来的尾气有过量的氯气和少量的氯化铁烟气，需要被吸收，氯化铁与铜反应生成氯化亚铁和氯化铜；
（5）根据Ksp[Fe（OH）₃]=c（Fe³⁺）•c³（OH^-），及c（Fe³⁺）≤l．O×lO^-5mol•L^-1，可计算出氢氧根离子的最低浓度，再计算出pH最小值．

解答 解：（1）根据流程图可知，反应炉中反应物为铁屑与氯气反应，生成氯化铁，反应的化学方程式为2Fe+3Cl₂=2FeCl₃ ，
故答案为：2Fe+3Cl₂=2FeCl₃；
（2）由表中数据可知，温度越高氯化铁的溶解度越高，由溶液获得晶体需加热蒸发、冷却晶体．Fe³⁺易水解应先加入少量的盐酸，抑制Fe³⁺水解，再热蒸发、冷却晶体获得FeCl₃•6H₂O；
故答案为：加入少量盐酸加热浓缩，再冷却结晶；
（3）捕集器中物质冷却后得氯化铁，根据元素守恒，捕集器中物质也应由氯元素和铁元素组成，且铁原子与氯原子个数比也为1：3，相对分子质量为325，则该物质的化学式Fe₂Cl₆，
故答案为：Fe₂Cl₆；
（4）反应炉中出来的尾气有过量的氯气和少量的氯化铁烟气，需要被吸收，所以吸收塔中吸收剂X的作用是吸收反应炉中过量的氯气和少量氯化铁烟气，氯化铁与铜反应生成氯化亚铁和氯化铜，反应的离子方程式为2Fe³⁺+Cu=2Fe²⁺+Cu²⁺，
故答案为：吸收反应炉中过量的氯气和少量氯化铁烟气；2Fe³⁺+Cu=2Fe²⁺+Cu²⁺；
（5）根据Ksp[Fe（OH）₃]=c（Fe³⁺）•c³（OH^-），当Fe³⁺沉淀完全时c（Fe³⁺）≤l．O×lO^-5mol•L^-1，此时c（OH^-）=$\root{3}{\frac{Ksp[Fe（OH）{\;}_{3}]}{c（Fe{\;}^{3+}）}}$=$\root{3}{\frac{l.0×l{0}^{-38}}{l．O×l{O}^{-5}}}$mol•L^-1=1.0×10^-11 mol•L^-1，所以pH=3，即Fe³⁺沉淀完全的pH至少为3，
故答案为：3．

点评 本题考查学生对工艺流程的理解、物质的分离提纯等基本操作、氧化还原反应滴定应用、溶度积有关计算等，题目难度中等，需要学生具有扎实的基础知识与灵活运用知识解决问题的能力．