题目内容
氯化铁是一种重要的化工原料，无水氯化铁遇潮湿空气极易吸水生成FeCl3?nH2O．
（1）实验室用如下装置（部分加热、夹持等装置已略去）制备无水氯化铁固体．
①装置A中仪器z的名称是 ．
②简述检验装置A气密性的操作： ．
③按气流方向连接各仪器接口，顺序为a→ → → → →b→c→ → ，装置D的作用是 ．
（2）工业上制备无水氯化铁的一种工艺流程如下：
①吸收塔中发生反应的离子方程式为 ．
②简述由FeCl3.6H2O晶体得到无水氯化铁的操作： ．
③用碘量法测定所得无水氯化铁的质量分数：称取m克无水氯化铁样品，溶于稀盐酸，再转移到100mL容量瓶中，用蒸馏水定容；取出10mL，加入稍过量的KI溶液，充分反应后，滴入指示剂 （填试剂名称），用c mol?L-1的Na2S2O3溶液进行滴定，终点时消耗V mL Na2S2O3溶液（已知：I2+2S2O32-=2I-+S4O62-）．则样品中氯化铁的质量分数为 ．
（3）若已知：
Fe（OH）3（aq）?Fe3+（aq）+3OH-（aq）△H=a kJ?mol-1
H2O（I）?H+（aq）+OH-（aq）△H=b kJ?mol-1
请写出Fe3+发生水解反应的热化学方程式 ．
（1）实验室用如下装置（部分加热、夹持等装置已略去）制备无水氯化铁固体．
①装置A中仪器z的名称是
②简述检验装置A气密性的操作：
③按气流方向连接各仪器接口，顺序为a→
（2）工业上制备无水氯化铁的一种工艺流程如下：
①吸收塔中发生反应的离子方程式为
②简述由FeCl3.6H2O晶体得到无水氯化铁的操作：
③用碘量法测定所得无水氯化铁的质量分数：称取m克无水氯化铁样品，溶于稀盐酸，再转移到100mL容量瓶中，用蒸馏水定容；取出10mL，加入稍过量的KI溶液，充分反应后，滴入指示剂
（3）若已知：
Fe（OH）3（aq）?Fe3+（aq）+3OH-（aq）△H=a kJ?mol-1
H2O（I）?H+（aq）+OH-（aq）△H=b kJ?mol-1
请写出Fe3+发生水解反应的热化学方程式
考点：制备实验方案的设计,铁的化学性质
专题：几种重要的金属及其化合物
分析：（1）①依据装置图中仪器形状和用途分析；
②分析装置图可知A中的反应为浓盐酸和二氧化锰反应生成氯化锰和氯气的反应，实验装置气密性检查利用装置压强变化和液面变化分析；
③制取出的氯气中含有HCl杂质气体，需要利用饱和食盐水除去，然后对氯气进行干燥，再通入B，最后为了防止空气中水蒸气进入B，需增加干燥装置，据此解答即可；
（2）①尾气中含有氯气，由工艺流程可知，用吸水剂X在吸收塔中吸收氯气，生成氯化铁，所以吸水剂X为氯化亚铁；
②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淀粉遇碘变蓝，据此选择指示剂；VmLNa2S2O3溶液含有Na2S2O3物质的量为V?10-3 L×cmol/L=c?V?10-3 mol，mg样品需要0.01cVmolNa2S2O3，根据关系式2Fe3+～I2～S2O32-计算n（Fe3+），氯化铁的物质的量等于n（Fe3+），利用m=nM计算氯化铁的质量，根据质量分数定义计算；
（3）利用盖斯定律计算反应热，可写出Fe3+发生水解反应的热化学方程式．
②分析装置图可知A中的反应为浓盐酸和二氧化锰反应生成氯化锰和氯气的反应，实验装置气密性检查利用装置压强变化和液面变化分析；
③制取出的氯气中含有HCl杂质气体，需要利用饱和食盐水除去，然后对氯气进行干燥，再通入B，最后为了防止空气中水蒸气进入B，需增加干燥装置，据此解答即可；
（2）①尾气中含有氯气，由工艺流程可知，用吸水剂X在吸收塔中吸收氯气，生成氯化铁，所以吸水剂X为氯化亚铁；
②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淀粉遇碘变蓝，据此选择指示剂；VmLNa2S2O3溶液含有Na2S2O3物质的量为V?10-3 L×cmol/L=c?V?10-3 mol，mg样品需要0.01cVmolNa2S2O3，根据关系式2Fe3+～I2～S2O32-计算n（Fe3+），氯化铁的物质的量等于n（Fe3+），利用m=nM计算氯化铁的质量，根据质量分数定义计算；
（3）利用盖斯定律计算反应热，可写出Fe3+发生水解反应的热化学方程式．
解答：
解：（1）①装置图中仪器形状和用途可知，仪器X的名称为分液漏斗，故答案为：分液漏斗；
②A中的反应为浓盐酸和二氧化锰反应生成氯化锰和氯气的反应，反应中产生氯气，实验装置气密性检查利用装置压强变化和液面变化分析，关闭a处的活塞，向分液漏斗中加水至其液面高于试管中的液面，（停止加水）一段时间后液面高度差没变化，说明装置不漏气，故答案为：关闭活塞，向分液漏斗中加水至其液面高于试管中的液面，（停止加水）一段时间后液面高度差没变化，说明装置不漏气；
③制取出的氯气中含有HCl杂质气体，需要利用饱和食盐水除去，液体洗气需长管进，短管出，故a连接h-i，然后对氯气进行干燥，同理：i连接d-e，再通入B，即e连接b-c，最后为了防止空气中水蒸气进入B，需增加干燥装置，故c连接f-g，
故答案为：h、i、d、e、f、g；防止空气中的水蒸气进入B；
（2）①尾气中含有氯气，由工艺流程可知，用吸水剂X在吸收塔中吸收氯气，生成氯化铁，所以吸水剂X为氯化亚铁，氯化亚铁与氯气反应生成氯化铁，反应离子方程式为：2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-，
故答案为：2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-；
②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淀粉遇碘变蓝，硅可以选择淀粉作为指示剂；VmLNa2S2O3溶液含有Na2S2O3物质的量为V?10-3 L×cmol/L=c?V?10-3 mol，则：
根据关系式：2Fe3+～I2～2S2O32-
2 2
n（Fe3+） c?V?10-3mol×10
所以 n（Fe3+）=c?V?10-3 mol×10=0.01cVmol，
所以m克无水氯化铁样品中氯化铁的质量为0.01cVmol×162.5g/mol=1.625cVg
所以m克无水氯化铁样品中氯化铁的质量分数为
×100%=
%，
故答案为：淀粉溶液；
%；
（3）Fe3+发生水解反应的方程式为Fe3++3H2O?Fe（OH）3+3H+，
已知①Fe（OH）3（s）?Fe3+（aq）+3OH-（aq）△H=akJ?mol-1
②H2O（l）?H+（aq）+OH-（aq）△H=bkJ?mol-1，
则利用盖斯定律将②×3-①可得Fe3+（aq）+3H2O（l）?Fe（OH）3（aq）+3H+（aq）△H=（3b-a）kJ?mol-1，
故答案为：Fe3+（aq）+3H2O（l）?Fe（OH）3（aq）+3H+（aq）△H=（3b-a）kJ?mol-1．
②A中的反应为浓盐酸和二氧化锰反应生成氯化锰和氯气的反应，反应中产生氯气，实验装置气密性检查利用装置压强变化和液面变化分析，关闭a处的活塞，向分液漏斗中加水至其液面高于试管中的液面，（停止加水）一段时间后液面高度差没变化，说明装置不漏气，故答案为：关闭活塞，向分液漏斗中加水至其液面高于试管中的液面，（停止加水）一段时间后液面高度差没变化，说明装置不漏气；
③制取出的氯气中含有HCl杂质气体，需要利用饱和食盐水除去，液体洗气需长管进，短管出，故a连接h-i，然后对氯气进行干燥，同理：i连接d-e，再通入B，即e连接b-c，最后为了防止空气中水蒸气进入B，需增加干燥装置，故c连接f-g，
故答案为：h、i、d、e、f、g；防止空气中的水蒸气进入B；
（2）①尾气中含有氯气，由工艺流程可知，用吸水剂X在吸收塔中吸收氯气，生成氯化铁，所以吸水剂X为氯化亚铁，氯化亚铁与氯气反应生成氯化铁，反应离子方程式为：2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-，
故答案为：2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-；
②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淀粉遇碘变蓝，硅可以选择淀粉作为指示剂；VmLNa2S2O3溶液含有Na2S2O3物质的量为V?10-3 L×cmol/L=c?V?10-3 mol，则：
根据关系式：2Fe3+～I2～2S2O32-
2 2
n（Fe3+） c?V?10-3mol×10
所以 n（Fe3+）=c?V?10-3 mol×10=0.01cVmol，
所以m克无水氯化铁样品中氯化铁的质量为0.01cVmol×162.5g/mol=1.625cVg
所以m克无水氯化铁样品中氯化铁的质量分数为
| 1.625cVg |
| mg |
| 162.5cV |
| m |
故答案为：淀粉溶液；
| 162.5cV |
| m |
（3）Fe3+发生水解反应的方程式为Fe3++3H2O?Fe（OH）3+3H+，
已知①Fe（OH）3（s）?Fe3+（aq）+3OH-（aq）△H=akJ?mol-1
②H2O（l）?H+（aq）+OH-（aq）△H=bkJ?mol-1，
则利用盖斯定律将②×3-①可得Fe3+（aq）+3H2O（l）?Fe（OH）3（aq）+3H+（aq）△H=（3b-a）kJ?mol-1，
故答案为：Fe3+（aq）+3H2O（l）?Fe（OH）3（aq）+3H+（aq）△H=（3b-a）kJ?mol-1．
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，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．注意（2）中计算，mg样品需要Na2S2O3的体积为滴定中的10倍，容易忽略．
练习册系列答案
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