Question

16．某氯化铁样品含有少量FeCl₂杂质．现要测定其中铁元素的质量分数，实验按如图步骤进行：
请根据上面流程，回答以下问题：
（1）操作I是配制溶液，所用到的玻璃仪器除烧杯、玻璃棒外，还必须有250mL容量瓶、胶头滴管．（填仪器名称）
（2）下列操作可能使所配溶液浓度偏小的是①④（填写序号）．
①未洗涤烧杯和玻璃棒
②定容时俯视容量瓶的刻度线
③配溶液前容量瓶中有少量蒸馏水
④摇匀后，发现液面低于刻度线后继续加水至凹液面与刻度线相切
（3）若原样品质量a为50g，加热后红棕色固体质量b为3g，则样品中铁元素的质量分数是42%

Answer 1

分析 本实验目的是测定铁的质量分数，采取的方法是使样品溶解、反应、最终生成氧化铁，然后通过氧化铁质量来求铁的质量分数．
（1）由图可知，操作I是将加入盐酸反应的溶液稀释成250.00mL溶液，故需要100mL的容量瓶，定容需要胶头滴管；
（2）依据溶液配制过程和实验步骤分析判断选项中，各操作对浓度的影响分析判断；
（3）加热分解所得的物质是Fe₂O₃，其质量为3g，由于用去25mL溶液，故250mL溶液可以得到Fe₂O₃质量为30g，根据化学式计算铁元素的质量，再利用质量分数的定义计算原氧化铁样品中铁元素的质量分数．

解答 解：（1）由图可知，操作I是将加入盐酸反应的溶液稀释成250.00mL溶液，所用到的玻璃仪器除烧杯、玻璃棒外，需要250mL容量瓶，还需要用胶头滴管定容，
故答案为：250mL容量瓶、胶头滴管；
（2）①未洗涤烧杯和玻璃棒，溶质未全部转移到容量瓶，浓度偏低，故①符合；
②定容时俯视容量瓶的刻度线，容量瓶中水未加到刻度线，浓度偏大，故②不符合；
③配溶液前容量瓶中有少量蒸馏水对配置溶液浓度无影响，故③不符合；
④摇匀后，发现液面低于刻度线后继续加水至凹液面与刻度线相切，溶液浓度稀释偏小，故④符合；
故答案为：①④；
（3）加热分解所得的物质是Fe₂O₃，其质量为3g，由于用去25mL溶液，故250mL溶液可以得到Fe₂O₃质量为30g，依据铁元素守恒计算铁元素的质量分数=$\frac{\frac{30g}{160g/mol}×2×56g/mol}{50g}$×100%=42%，故答案为：42%．

点评 本题考查溶液配制、离子检验、对实验操作的理解与实验方案的评价、化学计算等，难度中等，清楚测定原理是解题的关键，是对所学知识的综合运用，需要学生具有扎实的基础与运用知识分析解决问题的能力．