题目内容

16.某化学兴趣小组测定某FeCl3样品(含少量FeCl2杂质)中铁元素的质量分数,实验室按以下步骤进行:
①称量a g样品,置于烧杯中;
②加入适量盐酸和适量蒸馏水,使样品溶解,然后准确配制成250mL溶液;
③准确量取25.00mL步骤②中配得的溶液,置于烧杯中,加入适量的氯水,加热使反应完全;
④趁热迅速加入过量氨水,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,直到固体全部由红褐色变为红棕色后,在干燥器中冷却至室温后,称量;
⑦…
请根据上面叙述,回答:
(1)如图所示仪器中,本实验步骤①②③中必须用到的仪器是E和ACFG(填字母).

(2)写出步骤③中发生反应的离子方程式2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-.
(3)洗涤是洗去附着在沉淀上的NH4+、Cl-、OH-(写离子符号),洗涤沉淀的操作是向漏斗里注入蒸馏水,使水面没过滤渣,等水自然流完后,重复操作2~3次.
(4)如何确定沉淀是否洗涤干净的操作是取最后一滴洗涤液,加入硝酸银溶液,如果没有沉淀生成,则证明洗涤干净.
(5)若坩埚质量是W1,坩埚与加热后固体总质量是W2,则样品中铁元素的质量分数为$\frac{({W}_{2}-{W}_{1})g×\frac{112}{160}×\frac{250}{25}}{ag}$×100%.(列出算式,不需化简)
(6)该兴趣小组中甲学生认为:实验步骤③中不加入氯水,其余步骤不变,仍可达到实验目的.你认为甲学生的观点是否正确?正确(填正确或错误);请说明理由:FeCl3、FeCl2溶液中加入过量氨水,生成Fe(OH)3和Fe(OH)2沉淀,在操作过程中Fe(OH)2会被空气进一步氧化生成Fe(OH)3,最后所得生成物只有Fe2O3,对实验结果无影响.

分析 (1)根据称量、溶解、配制一定物质的量浓度的溶液、准确量取溶液等操作确定所需仪器;
(2)根据氯水能将FeCl2氧化生成FeCl3;
(3)根据溶液中含有氨水、氯化铵来确定离子;根据洗涤沉淀的方法;
(4)因为沉淀中含有Cl-,据此检验沉淀是否洗涤干净;
(5)氢氧化铁加热灼烧后生成氧化铁,坩埚质量是W1,坩埚与加热后固体总质量是W2,则氧化铁的质量为(W2-W1)g.氧化铁中铁元素的质量等于样品中铁元素的质量,进而计算铁元素的质量分数;
(6)根据FeCl3、FeCl2溶液中加入过量氨水,生成Fe(OH)3和Fe(OH)2沉淀,在操作过程中Fe(OH)2会被空气进一步氧化生成Fe(OH)3,最后所得生成物只有Fe2O3.

解答 解:(1)称量时需要天平、钥匙;溶解时需要烧杯、玻璃棒;配制一定物质的量浓度的溶液时需要量筒、烧杯、玻璃棒、胶头滴管、一定规格的容量瓶;
准确量取溶液需要酸式滴定管、洗耳球,
故答案为:A、C、F、G;
(2)氯水能将FeCl2氧化生成FeCl3,离子方程式为:2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-,故答案为:2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-;
(3)溶液中含有氨水、氯化铵,所以离子有:NH4+、Cl-、OH-;洗涤沉淀的方法是向漏斗里注入蒸馏水,使水面没过滤渣,等水自然流完后,重复操作2~3次,
故答案为:NH4+、Cl-、OH-;向漏斗里注入蒸馏水,使水面没过滤渣,等水自然流完后,重复操作2~3次;
(4)因为沉淀中含有Cl-,确定沉淀是否洗涤干净的操作是:取最后一滴洗涤液,加入硝酸银溶液,如果没有沉淀生成,则证明洗涤干净,
故答案为:取最后一滴洗涤液,加入硝酸银溶液,如果没有沉淀生成,则证明洗涤干净.
(5)铁元素质量守恒,即红棕色固体中的铁就是样品中铁,Fe2O3中铁元素的质量为(W2-W1)g×$\frac{112}{160}$,样品中铁元素的质量(W2-W1)g×$\frac{112}{160}$×$\frac{250}{25}$,样品中铁元素的质量分数$\frac{({W}_{2}-{W}_{1})g×\frac{112}{160}×\frac{250}{25}}{ag}$×100%,
故答案为:$\frac{({W}_{2}-{W}_{1})g×\frac{112}{160}×\frac{250}{25}}{ag}$×100%;
(6)因FeCl3、FeCl2溶液中加入过量氨水,生成Fe(OH)3和Fe(OH)2沉淀,在操作过程中Fe(OH)2会被空气进一步氧化生成Fe(OH)3,最后所得生成物只有Fe2O3,仍可达到实验目的,
故答案为:正确;FeCl3、FeCl2溶液中加入过量氨水,生成Fe(OH)3和Fe(OH)2沉淀,在操作过程中Fe(OH)2会被空气进一步氧化生成Fe(OH)3,最后所得生成物只有Fe2O3,对实验结果无影响.

点评 本题主要考查学生溶液的配制、对实验原理理解、对实验操作的评价、物质含量的测定、化学计算等,题目难度中等,需要学生具备扎实的基础知识与分析问题、解决问题能力.

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