Question

7．FeCl₃是常见的水处理剂，实验室用铁屑制备无水FeCl₃，制备步骤如下：
Ⅰ．称取一定量的铁屑于锥形瓶中，加入过量的6mol•L^-1的盐酸，在通风橱中充分反应；
Ⅱ．根据FeCl₂的理论产量，加入足量的氧化剂X；
Ⅲ．FeCl₃溶液通过一系列操作制得无水FeCl₃．
已知：不同温度下六水合FeCl₃在水中的溶解度如下：

温度/℃	0	20	80	100
溶解度（g/100g H2O）	74.4	91.8	525.8	535.7

请回答：
（1）请选择本实验中合适的氧化剂XCD．
A．KMnO₄（H⁺）        B．稀硝酸         C．H₂O₂ D．Cl₂
（2）从FeCl₃溶液制得FeCl₃•6H₂O晶体的操作步骤是：
①加入盐酸后，②蒸发浓缩、冷却结晶，③过滤、洗涤，④干燥．
（3）过滤后用少量乙醇洗涤FeCl₃•6H₂O晶体，选用乙醇的原因是洗去晶体表面的水，减少氯化铁晶体的溶解损耗．
（4）FeCl₃的质量分数通常可用碘量法测定：
称取m g无水FeCl₃样品，溶于稀盐酸，配制成100mL溶液；取出10.00mL，加入稍过量的KI溶液，充分反应后，滴入几滴淀粉溶液，并用cmol•L^-1Na₂S₂O₃溶液滴定，消耗VmL（已知：I₂+2S₂O₃^2-═2I^-+S₄O₆^2-）．
①配制FeCl₃溶液所需的玻璃仪器除烧杯、玻璃棒、胶头滴管外，还需100mL容量瓶；
②在FeCl₃质量分数测定的实验过程中，下列说法正确的是CD．
A．润洗滴定管时，应从滴定管上口加满所需的酸或碱液，使滴定管内壁充分润洗
B．若滴定时振荡不充分，刚看到溶液局部变色就停止滴定，则会使样品中FeCl₃的质量分数的测量结果偏高
C．滴定时，左手轻轻向内扣住活塞，手心空握以免碰到活塞使其松动漏出溶液
D．滴定终点读取滴定管刻度时，仰视标准液液面，会使实验误差偏高
③滴定终点的现象是：溶液由蓝色变无色，且半分钟内不变色，样品中FeCl₃的质量分数$\frac{162.5cV}{m}%$．

Answer 1

分析 （1）加入足量的氧化剂X，目的是氧化氯化亚铁为氯化铁，加入的氧化剂不能引入新的杂质；
（2）FeCl₃溶液中铁离子水解生成氢氧化铁和氯化氢，蒸发过程中会促进水解得到氢氧化铁，需要在酸溶液中抑制其水解得到晶体；
（3）FeCl₃•6H₂O晶体不溶于乙醇，水和乙醇混溶；
（4）①配制一定物质的量浓度的溶液所需要的仪器有：量筒、胶头滴管、烧杯、玻璃棒、一定规格的容量瓶；
②A、润洗滴定管的基本操作要求，从滴定管上口加少量所需的酸或碱液，使滴定管内壁充分润洗；
B、移液管取草酸溶液时，不能将尖嘴处的液体吹入锥形瓶，否则使实验误差偏高；
C、根据滴定管规范操作要求判断；
D、滴定中的误差分析，可以归结为标准溶液消耗体积的多少频道测定结果．

解答 解：（1）实验步骤中氯化亚铁溶液中加入足量的氧化剂X应是氧化氯化亚铁生成氯化铁，不能引入新的杂质，
A．KMnO₄（H⁺） 会引入钾离子、锰离子杂质，故A错误；      
B．稀硝酸能氧化氯化亚铁，但引入硝酸根离子，故B错误；         
C．H₂O₂ 在酸性溶液中氧化氯化亚铁为氯化铁，过氧化氢被还原为水，故C正确；
D．通入Cl₂ 发生反应2FeCl₂+Cl₂=2FeCl₃，不引入新的杂质，故D正确；
故答案为：CD；
（2）FeCl₃溶液中铁离子水解生成氢氧化铁和氯化氢，蒸发过程中会促进水解得到氢氧化铁，需要在酸溶液中抑制其水解得到晶体，从FeCl₃溶液制得FeCl₃•6H₂O晶体的操作步骤是：加入盐酸后蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得到晶体，
故答案为：盐酸；蒸发浓缩、冷却结晶；
（3）过滤后用少量乙醇洗涤FeCl₃•6H₂O晶体，选用乙醇的原因是：洗去晶体表面的水，减少氯化铁晶体的溶解损耗，
故答案为：洗去晶体表面的水，减少氯化铁晶体的溶解损耗；
（4）①因配制一定物质的量浓度的溶液所需要的仪器有：量筒、胶头滴管、烧杯、玻璃棒、一定规格的容量瓶，称取m g无水FeCl₃样品，溶于稀盐酸，配制成100mL溶液需要100mL容量瓶，
故答案为：100mL容量瓶；
②A、润洗滴定管时，应从滴定管上口加少量所需的酸或碱液，使滴定管内壁充分润洗，并不需要加满，故A不正确；
B、若滴定时振荡不充分，刚看到溶液局部变色就停止滴定，消耗标准溶液体积减小，则会使样品中FeCl₃的质量分数的测量结果偏低，故B不正确；
C、滴定时，左手轻轻向内扣住活塞，手心空握以免碰到活塞使其松动漏出溶液，故C正确；
D、滴定终点读取滴定管刻度时，仰视标准液液面，由于读数自上而下逐渐增大，所以读数偏大，会使实验误差偏高，故D正确；
故答案为：CD；
③发生反应2Fe³⁺+2I^-=I₂+2Fe²⁺，滴入几滴淀粉溶液会变蓝色，用cmol•L^-1Na₂S₂O₃溶液滴定，发生反应I₂+2S₂O₃^2-═2I^-+S₄O₆^2-，溶液蓝色褪去，滴定终点的现象是溶液由蓝色变无色，且半分钟内不变色，
称取m g无水FeCl₃样品，溶于稀盐酸，配制成100mL溶液；取出10.00mL，加入稍过量的KI溶液，充分反应后，滴入几滴淀粉溶液，并用cmol•L^-1Na₂S₂O₃溶液滴定，消耗VmL，2Fe³⁺+2I^-=I₂+2Fe²⁺，I₂+2S₂O₃^2-═2I^-+S₄O₆^2-，
         2Fe³⁺～I₂～2S₂O₃^2-，
          2                2
        n              cmol•L^-1 ×V×10^-3L
n=0.001cVmol，
称取m g无水FeCl₃样品，溶于稀盐酸，配制成100mL溶液中含氯化铁物质的量=0.001cVmol×$\frac{100ml}{10ml}$=0.01cVmol，
样品中FeCl₃的质量分数=$\frac{0.01cVmol×162.5g/mol}{mg}$×100%=$\frac{162.5cV}{m}%$，
故答案为：溶液由蓝色变无色，且半分钟内不变色；$\frac{162.5cV}{m}%$．

点评 本题考查了物质制备的实验过程分析、溶液配制、滴定实验的注意问题和计算判断，掌握基础是解题关键，题目难度中等．