Question

8．现有一份含有FeCl₃和FeCl₂固体混合物，为测定各成分的含量进行如下两个实验：
实验1
①称取一定质量的样品，将样品溶解；
②向溶解后的溶液中加入足量的AgNO₃溶液，产生沉淀；
③将沉淀过滤、洗涤、干燥得到白色固体17.22g．
实验2
①称取与实验1中相同质量的样品，将样品溶解；
②向溶解后的溶液中通入足量的Cl₂；
③再向②所得溶液中加入足量的NaOH溶液，得到红褐色沉淀；
④将沉淀过滤、洗涤后，加热灼烧，到质量不再减少，得到固体物质4g．
根据实验回答下列问题：
（1）溶解过程中所用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒．
（2实验室保存FeCl₂溶液时通常会向其中加入少量试剂铁粉和稀盐酸．
（3）实验2通入足量Cl₂的目的是完全氧化FeCl₂；涉及的化学反应的离子方程式是Cl₂+2Fe²⁺=2Fe³⁺+2Cl^-．
（4）检述实验2的步骤④中沉淀已经洗涤干净的方法是取少量最后一次的洗涤液于试管中，向试管中溶液加适量AgNO₃溶液，如未出现白色沉淀说明已洗净．
（5）加热FeCl₃溶液，并将溶液蒸干时，通常不能得到FeCl₃固体，请以平衡的观点解释其原因（方程式与文字相结合来说明）铁离子在溶液中存在水解平衡，生成氢氧化铁和盐酸，加热促进水解，Fe³⁺+3H₂O?Fe（OH）₃+3H⁺，生成的盐酸易挥发，从而最终得到氢氧化铁固体，灼烧生成氧化铁，2Fe（OH）₃$\frac{\underline{\;加热\;}}{\;}$Fe₂O₃+3H₂O．
（6）FeCl₃溶液可以用于止血，主要是因为FeCl₃溶液能使血液聚沉，这涉及胶体的特性．以下关于胶体的说法不正确的是CE．
A．胶体粒子能透过滤纸，但不能透过半透膜
B．胶体粒子具有较大的表面积，能吸附阳离子或阴离子，故在电场作用下会产生电泳现象
C．向Fe（OH）₃胶体可以产生丁达尔效应，CuSO₄溶液、水等分散系不能产生丁达尔效应
D．向Fe（OH）₃胶体中滴加硫酸，会先出现红褐色沉淀，随后沉淀消失
E．在蛋白质溶液中加入稀的CuSO₄溶液，可使蛋白质盐析
（7）通过实验所得数据，计算固体样品中FeCl₃和FeCl₂的物质的量之比为2：3．

Answer 1

分析 （1）固体溶解需要在烧杯中进行，同时要用玻璃棒搅拌；
（2）根据FeCl₂易被空气中的氧气氧化成FeCl₃，向溶液中加入少量铁粉，使被氧气氧化产生的FeCl₃重新转化为FeCl₂；另外FeCl₂易水解，需要加入少量稀盐酸抑制其水解；
（3）实验2中通入足量的Cl₂可将FeCl₂氧化生成FeCl₃；发生的反应为Cl₂+2FeCl₂=2FeCl₃，可将其改写为离子方程式；
（4）检述实验2的步骤④中沉淀洗涤时，洗涤液中有Cl^-，只有检验最后一次洗涤液中无Cl^-，即可证明已经洗涤；
（5）铁离子易水解，且生成氢氧化铁和挥发性的稀盐酸，加热能促进水解，HCl挥发，得到氢氧化铁沉淀，氢氧化铁再受热分解，最后残留物为Fe₂O₃；
（6）根据胶体的本质特征及胶体能发生丁达尔效应、聚沉现象、电泳现象等性质判断；
（7）实验1得到的白色固体为AgCl，可计算出17.22gAgCl的物质的量；实验2最终的得固体为，可计算出4g氧化铁的物质的量，设FeCl₃和FeCl₂的物质的量分别为amol，bmol，根据原子守恒，建立方程式组来求解．

解答 解：（1）溶解所用到的仪器为烧杯、玻璃棒；故答案为：烧杯、玻璃棒；
 （2）防止FeCl₂溶液里的Fe²⁺被氧化及其水解，需要加入少量铁粉和稀盐酸，故答案为：铁粉、稀盐酸；
（3）Cl₂将FeCl₂氧化生成FeCl₃，发生反应的离子方程式为Cl₂+2Fe²⁺=2Fe³⁺+2Cl^-，故答案为：完全氧化FeCl₂；Cl₂+2Fe²⁺=2Fe³⁺+2Cl^-；
（4）取步骤④中沉淀洗涤时的最后-次洗涤液，先滴加稀硝酸酸化，再滴加AgNO₃溶液，无白色沉淀，即可说明沉淀洗涤干净，故答案为：取少量最后一次的洗涤液于试管中，向试管中溶液加适量AgNO₃溶液，如未出现白色沉淀说明已洗净；
（5）铁离子水解生成氢氧化铁和氢离子，水解离子反应为Fe³⁺+3H₂O?Fe（OH）₃+3H⁺，加热促进水解，生成的HCl挥发，得到氢氧化铁沉淀，氢氧化铁再受热分解，发生2Fe（OH）₃$\frac{\underline{\;加热\;}}{\;}$Fe₂O₃+3H₂O，最后残留物为Fe₂O₃，故答案为：铁离子在溶液中存在水解平衡，生成氢氧化铁和盐酸，加热促进水解，Fe³⁺+3H₂O?Fe（OH）₃+3H⁺，生成的盐酸易挥发，从而最终得到氢氧化铁固体，灼烧生成氧化铁，2Fe（OH）₃$\frac{\underline{\;加热\;}}{\;}$Fe₂O₃+3H₂O；
（6）A．胶体粒子介于溶液中的离子或分子与浊液中分散质之间，不能能透过滤纸，但不能透过半透膜，故A正确；
B．胶体粒子具有较大的表面积，能吸附阳离子或阴离子，使得胶粒带电，在电场作用下发生定向移动，即电泳现象，故B正确；
C．Fe（OH）₃胶体可产生丁达尔效应，而CuSO₄溶液不能产生丁达尔效应，水是纯净物不是分散系，故C错误；
D．向Fe（OH）₃胶体中滴加硫酸，会发生聚沉现象，有红褐色沉淀生成，过量的稀硫酸可以溶解氢氧化铁沉淀，随后沉淀消失，故D正确；
E．在蛋白质溶液中加入稀的CuSO₄溶液，可使蛋白质变性，故E错误；
答案为：CE；
（7）实验1得到17.22gAgCl；实验2最终4g氧化铁，设FeCl₃和FeCl₂的物质的量分别为amol，bmol，根据原子守恒，则有3amol+2bmol=$\frac{17.22g}{143.5g/mol}$=0.12mol（氯守恒）、amol+bmol=$\frac{4g}{160g/mol}$×2=0.05mol（铁守恒）；解得：a=0.02，b=0.03；固体样品中FeCl₃和FeCl₂的物质的量之比为0.02mol：0.03mol=2：3，故答案为：2：3．

点评 本题主要考查了化学实验以及化学计算，涉及混合物的分离操作、盐类的水解、氧化还原反应及原子守恒的应用等，难度中等，对学生基础要求较高．