Question

16．某化学兴趣小组测定某FeCl₃样品（含少量FeCl₂杂质）中铁元素的质量分数，实验按以下步骤进行：①称取ag样品，置于烧杯中；②加入适量盐酸和适量蒸馏水，使样品溶解，然后准确配制成250mL溶液；③准确量取25.00mL步骤②中配得的溶液，置于烧杯中，加入适量的氯水，使反应完全；④加入过量氨水，充分搅拌，使沉淀完全；⑤过滤，洗涤沉淀；⑥将沉淀转移到坩埚内，加热、搅拌，直到固体由红褐色全部变为红棕色后，在干燥器中冷却至室温后，称量；⑦…
请根据上面的叙述，回答：
（1）如图所示仪器中，本实验步骤①②③中必须用到的仪器是E和C、F、G（填字母）．
（2）写出步骤③中发生反应的离子方程式：2Fe²⁺+Cl₂=2Fe³⁺+2Cl^-．
（3）洗涤沉淀的操作是沿玻璃棒向漏斗中沉淀上注入蒸馏水至浸没沉淀，静置让水自然流下，重复操作2～3次．
（4）若坩埚质量是W₁g，最终坩埚和固体的总质量是W₂g，则样品中铁元素的质量分数为$\frac{700（W{\;}_{2}-W{\;}_{1}）}{a}$%．（列出算式，不需化简）

Answer 1

分析 （1）根据称量、溶解、配制一定物质的量浓度的溶液、准确量取溶液等操作确定所需仪器；
（2）根据氯水能将FeCl₂氧化生成FeCl₃；
（3）洗涤沉淀主要是为了除去沉淀表面的可溶性杂质，在过滤器中进行；
（4）氢氧化铁加热灼烧后生成氧化铁，坩埚质量是W₁，坩埚与加热后固体总质量是W₂，则氧化铁的质量为（W₂-W₁）g．氧化铁中铁元素的质量等于样品中铁元素的质量，进而计算铁元素的质量分数．

解答 解：（1）根据题中提供的仪器可知，称量时需要天平、钥匙；溶解时需要烧杯、玻璃棒；配制一定物质的量浓度的溶液时需要量筒、烧杯、玻璃棒、胶头滴管、一定规格的容量瓶；准确量取溶液需要酸式滴定管、洗耳球等，
故答案为：C、F、G；
（2）氯水能将FeCl₂氧化生成FeCl₃，离子方程式为：2Fe²⁺+Cl₂=2Fe³⁺+2Cl^-，
故答案为：2Fe²⁺+Cl₂=2Fe³⁺+2Cl^-；
（3）洗涤沉淀的方法是沿玻璃棒向漏斗中沉淀上注入蒸馏水至浸没沉淀，静置让水自然流下，重复操作2～3次，
故答案为：沿玻璃棒向漏斗中沉淀上注入蒸馏水至浸没沉淀，静置让水自然流下，重复操作2～3次；
（4）铁元素质量守恒，即红棕色固体中的铁就是样品中铁，Fe₂O₃中铁元素的质量为（W₂-W₁）g×$\frac{112}{160}$，样品中铁元素的质量（W₂-W₁）g×$\frac{112}{160}$×$\frac{250}{25}$=7（W₂-W₁）g，样品中铁元素的质量分数：$\frac{7（W{\;}_{2}-W{\;}_{1}）g}{ag}$×100%=$\frac{700（W{\;}_{2}-W{\;}_{1}）}{a}$%，
故答案为：$\frac{700（W{\;}_{2}-W{\;}_{1}）}{a}$%．

点评 本题主要考查溶液的配制、对实验原理理解、对实验操作的评价、物质含量的测定、化学计算等，难度中等，需要学生具备扎实的基础知识与分析问题、解决问题能力．