Question

氯化铁是常见的水处理剂，无水FeCl₃的熔点为555 K、沸点为588 K。

工业上制备无水FeCl₃的一种工艺如下：

       (1)取0.5 mL三氯化铁溶液滴入50 mL沸水中，再煮沸片刻得红褐色透明液体，该过程可用离子方程式表示为_________________________________________________。

(2)已知六水合氯化铁在水中的溶解度如下：

温度/℃	0	10	20	30	50	80	100
溶解度 (g/100 g H2O)	74.4	81.9	91.8	106.8	315.1	525.8	535.7

从FeCl₃溶液中获得FeCl₃·6H₂O的方法是_______________________。

(3)室温时在FeCl₃溶液中滴加NaOH溶液，当溶液pH为2.7时，Fe³⁺ 开始沉淀；当溶液pH为4时，c(Fe³⁺)＝__________mol·L^－1 ( 已知：K_sp[Fe(OH)₃]＝1.1×10^－36 ) 。

(4)吸收剂X是______________________；吸收塔中吸收剂X的作用是_________________________________________。

(5)FeCl₃的质量分数通常可用碘量法测定：称取m g无水氯化铁样品，溶于稀盐酸，再转移到100 mL容量瓶中，用蒸馏水定容； 取出10.00 mL，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^－1 Na₂S₂O₃溶液滴定(I₂＋22I^－＋)，共用去V mL。则样品中氯化铁的质量分数为 __________________________。

Answer 1

.(1) Fe³⁺＋3H₂OFe(OH)₃ (胶体)＋3H^＋

(2) 加入少量盐酸，加热浓缩，再冷却结晶

(3) 1.1×10^－6　    (4) FeCl₂溶液，　  吸收反应炉中过量的氯气和少量氯化铁烟气

(5) ％

【解析】本题考查了工业上制备无水FeCl₃过程中的问题，碘量法测定FeCl₃的质量分数。取0.5 mL三氯化铁溶液滴入50 mL沸水中，再煮沸片刻得红褐色透明液体是氢氧化铁胶体，故该过程可用离子方程式表示为Fe³⁺＋3H₂OFe(OH)₃ (胶体)＋3H^＋。

(2) 由表中数据可知，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，再加热蒸发、冷却晶体获得FeCl₃•6H₂O。

(3) 当溶液pH为4时，溶液中c(OH^-)=10^-10mol/L，由于Ksp[Fe(OH)₃]=c(Fe³⁺)×c³(OH^-)=1.1×10^-36，所以溶液中c(Fe³⁺)= =1.1×10^-6mol/L。

(4) 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，也可吸收少量氯化铁烟气。

(5) 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：

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％=％。