Question

用氯化铁浸出重铬酸钾（K₂Cr₂O₇）滴定法测定钛精粉试样中单质铁的质量分数[ω（Fe）%]，实验步骤如下：
步骤1：称取试样0.100g于250mL洗净的锥形瓶中．
步骤2：加入FeCl₃溶液100mL，迅速塞上胶塞，用电磁搅拌器30min．
步骤3：过滤，用水洗涤锥形瓶和滤渣各3～4次，洗液全部并入滤液中．
步骤4：将滤液稀释至500mL，再移去100mL稀释液于锥形瓶中，加入20mL硫酸和磷酸的混合酸，加0.5%二苯胺磺酸钠指示剂4滴．
步骤5：以K₂Cr₂O₇标准溶液滴定至出现明显紫色为终点．发生的反应为：Cr₂O₇^2-+6Fe²⁺+14H⁺=2Cr³⁺+Fe³⁺+7H₂O．
步骤6：重复测定两次．
步骤7：数据处理．
（1）步骤2中加入FeCl₃溶液后锥形瓶中发生反应的离子方程式为

 

，迅速塞上胶塞的原因是

 

．
（2）步骤3中判断滤纸上残渣已洗净的方法是

 

．
（3）实验中需用到100mL浓度为0.01mol?L^-1K₂Cr₂O₇标准溶液，配置时用到的玻璃仪器有

 

．称量K₂Cr₂O₇固体前应先将其烘干至恒重，若未烘干，对测定结果的影响是

 

（填“偏高”、“偏低”、或“无影响”）：滴定时，K₂Cr₂O₇溶液应置于

 

（填仪器名称）中．
（4）科研人员确定FeCl₃溶液的最佳浓度，选用100mL不同浓度的FeCl₃溶液（FeCl₃溶液均过量）溶解同一钛精粉试样，其余条件控制相同，得到测定结果如图所示．则FeCl₃溶液的浓度[用ρ（FeCl₃）表示]范围应为

 

g?L^-1，浓度过低或过高时测定结果偏低的原因分别是

 

．

Answer 1

分析：（1）钛精粉试样中含单质铁，加入氯化铁溶液反应生成氯化亚铁，迅速塞上胶塞防止生成的亚铁离子被氧气氧化；
（2）依据检验氯化铁溶液中的氯离子的存在分析判断是否洗涤干净；
（3）依据溶液配制的实验过程中的操作步骤分析选择所需仪器；若未烘干会增大标准液的体积，造成测定结果偏高，K₂Cr₂O₇溶液是强氧化剂，能腐蚀橡胶管，应盛在酸式滴定管中；
（4）依据图象变化曲线分析，FeCl₃溶液的浓度在5-25g/L时铁的质量分数最大，浓度低溶解速率慢，浓度高溶液酸性强和铁发生反应；

解答：解：（1）钛精粉试样中含单质铁，加入氯化铁溶液反应生成氯化亚铁，反应的离子方程式为：2Fe³⁺+Fe=3Fe²⁺，迅速塞上胶塞防止生成的亚铁离子被氧气氧化；
故答案为：2Fe³⁺+Fe=3Fe²⁺，防止Fe²⁺被空气中的氧气氧化；
（2）依据检验氯化铁溶液中的氯离子的存在分析判断是否洗涤干净，实验设计方案为：取最后一次洗涤滤出液，滴加硝酸银溶液，若无白色沉淀证明已洗净；
故答案为：取最后一次洗涤滤出液，滴加硝酸银溶液，若无白色沉淀证明已洗净；
（3）溶液配制的实验过程中的操作步骤为计算，称量、溶解、转移、洗涤定容，选择所需玻璃仪器为烧杯、玻璃棒、100ml容量瓶、胶头滴管；若未烘干会增大标准液的体积，造成测定结果偏高，K₂Cr₂O₇溶液是强氧化剂，能腐蚀橡胶管，应盛在酸式滴定管中；
故答案为：100ml容量瓶，烧杯，玻璃棒，胶头滴管，偏高，酸式滴定管；
（4）依据图象变化曲线分析，FeCl₃溶液的浓度在5g/L-25g/L时铁的质量分数最大，测定误差小，浓度低时溶解速率慢，单质铁未全部反应，浓度高溶液酸性强和铁发生反应；
故答案为：5-25，浓度过低时溶解速率过慢，单质铁未完全反应；浓度过高时溶液酸性强，溶液中H⁺与单质铁反应；

点评：本题考查了物质含量的实验分析验证，物质性质和实验基本操作是解题关键，题目难度中等．