Question

氯化铁是常见的水处理剂，无水FeCl₃的熔点为555K、沸点为588K．工业上制备无水FeCl₃的一种工艺如下：

（1）取0.5mL三氯化铁溶液滴入50mL沸水中，再煮沸片得红褐色氢氧化铁胶体，其离子方程式可表示为：

Fe³⁺+3H₂O

△   .

Fe（OH）₃（胶体）+3H⁺

，胶体粒子的直径一般不超过

100nm

．
（2）吸收塔中吸收剂X是

FeCl₂溶液

．
（3）温度超过673K，捕集器中的物质相对分子质量为325，该物质的分子式为

Fe₂Cl₆

．
（4）通常用碘量法测定FeCl₃的质量分数：称取m g无水氯化铁样品，溶于稀盐酸，再转移到100mL容量瓶，用蒸馏水定容；取出10.00mL，加入稍过量的KI溶液，充分反应后，用淀粉作指示剂并用c mol/L Na₂S₂O₃溶液滴定（I₂+2S₂O₃^2-=2I^-+S₄O₆^2-），共用去V mL．则样品中氯化铁的质量分数为：

162.5cV

m

%

．

Answer 1

分析：（1）三氯化铁溶液滴入50ml沸水中，再煮沸片刻得红褐色透明液体，形成氢氧化铁胶体；
胶体粒子的直径介于1nm～100nm之间；
（2）尾气中含有过量的氯气和少量氯化铁烟气，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，同时溶解氯化铁烟气；
（3）分子中Fe原子与Cl原子数目之比为1：3，令分子组成为（FeCl₃）_n，根据相对分子质量计算n值，确定物质的分子式；
（4）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～S₂O₃^2-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．

解答：解：（1）取0.5ml三氯化铁溶液滴入50ml沸水中，再煮沸片刻得红褐色透明液体，形成氢氧化铁胶体，该过程可用离子方程式为：Fe³⁺+3H₂O

△   .

Fe（OH）₃（胶体）+3H⁺；
胶体粒子的直径介于1nm～100nm之间，故胶体粒子的直径一般不超过100nm，
故答案为：Fe³⁺+3H₂O

△   .

Fe（OH）₃（胶体）+3H⁺；100nm；
（2）尾气中含有过量的氯气和少量氯化铁烟气，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，同时溶解氯化铁烟气，
故答案为：FeCl₂溶液；
（3）分子中Fe原子与Cl原子数目之比为1：3，令分子组成为（FeCl₃）_n，该分子相对分子质量为325，则：
（56+35.5×3）×n=325，解得，n=2，所以该物质的分子式为Fe₂Cl₆，
故答案为：Fe₂Cl₆；
（4）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～～～～～～2S₂O₃^2-
             2                          2  
            n（Fe³⁺）                 c?V?10^-3 mol×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

1.625cV  g

m g

×100%=

162.5cV

m

%．
故答案为：

162.5cV

m

%．

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（4）中计算，mg样品需要Na₂S₂O₃的体积为滴定中的10倍，容易忽略．