Question

某氯化铁样品含有少FeC1₂杂质．现要测定其中铁元素的质量分数，实验按如图1所示步骤进行：
请根据上图流程，回答以下问题：
（1）操作Ⅰ所用到的玻璃仪器除烧杯、玻璃棒外，还必须有______、______（填仪器名称），操作Ⅱ必须用到的仪器是______（填编号）．
A．50mL烧杯；B．50mL量筒；C．100mL量筒；D．25mL酸式滴定管．
（2）①的X可选用（填化学式）______，其目的是______．加入氨水要过量的原因是______．
（3）检验沉淀是否已经洗涤干净的操作是______．
（4）若蒸发皿质量是W₁ g，蒸发皿与加热后固体总质量W₂ g，则样品中铁元素的质量分数是______（列出计算式，不需化简）：若固体加热时未充分反应，则最终测量的结果______（“偏大”、“偏小”、“不变”）．
（5）已知在常温下Cu²⁺和Fe³⁺在溶液中随pH变化时水解的曲线如图2所示．对图中a点的说法正确的是______（填序号）．
①加适量NH₄C1固体可使溶液由a点沿水平方向变到Cu²⁺曲线上．
②溶液中a点和水平线在Fe³⁺和Cu²⁺曲线上任意截点的c（H⁺）与c（OH^-）乘积相等
③Fe（OH）₃、Cu（OH）₂在a点代表的溶液中均达到饱和．

Answer 1

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，故需要250mL容量瓶、胶头滴管；操作II是准确量取25.00mL的稀释后的溶液，故应需要滴定管，
故答案为：250mL容量瓶；胶头滴管；D；
（2）①中试剂X为氯水，加氯水就是让+2价铁变为+3价，发生反应为2Fe²⁺+Cl₂=2Fe³⁺+2Cl^-；加氨水就是使+3价铁充分转化为Fe（OH）₃沉淀，发生反应为Fe³⁺+3NH₃H₂O=Fe（OH）₃↓+3NH₄⁺，
故答案为：Cl₂；氧化Fe²⁺生成Fe³⁺；Fe³⁺完全转化为沉淀；
（3）沉淀洗涤就是把Cl^-或NH₄⁺洗掉，可以检验洗涤液中是否含有Cl^-，取少量最后一次洗出液，滴加AgNO₃溶液，若无沉淀生成，则证明洗涤干净，
故答案为：取少量最后一次洗出液，滴加AgNO₃溶液，若无沉淀生成，则证明洗涤干净；
（4）加热分解所得的物质是Fe₂O₃，其质量为（W₂-W₁）g，由于取25mL溶液，故250mL溶液可以得到Fe₂O₃质量为10（W₂-W₁）g，
样品中铁元素的质量分数是×100%，固体加热时未充分反应，剩余固体的质量偏大，则铁元素的质量分数偏大，
故答案为：×100%；偏大；
（5）①加适量NH₄C1固体，pH发生变化，则铜离子浓度变化，而a点沿水平方向变到Cu²⁺曲线上铜离子浓度不变，故错误；
②温度不变，则水的离子积不变，则溶液中a点和水平线在Fe³⁺和Cu²⁺曲线上任意截点的c（H⁺）与c（OH^-）乘积相等，故正确；
③a点不在溶解平衡曲线上，溶解平衡曲线上的任一点均为饱和状态，则Cu（OH）₂在a点代表的溶液为不饱和溶液，故错误；
故答案为：②．
分析：（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250mL的容量瓶；操作II是准确量取25.00mL的稀释后的溶液，故应需要滴定管；
（2）加氯水就是让+2价铁变为+3价，加氨水就是使+3价铁充分转化为Fe（OH）₃沉淀；
（3）沉淀洗涤就是把Cl^-或NH₄⁺洗掉，可以检验洗涤液中是否含有Cl^-，取少量最后一次洗出液，滴加AgNO₃溶液，若无沉淀生成，则证明洗涤干净；
（4）加热分解所得的物质是Fe₂O₃，其质量为（W₂-W₁）g，由于取25mL溶液，故250mL溶液可以得到Fe₂O₃质量为10（W₂-W₁）g，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；
（5）①加适量NH₄C1固体，pH发生变化，则铜离子浓度变化；
②温度不变，则水的离子积不变；
③a点不在溶解平衡曲线上，溶解平衡曲线上的任一点均为饱和状态．
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，综合性较强，题目难度中等，明确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．