Question

某研究性学习小组为测定某FeCl₃样品（含少量FeCl₂杂质）中铁元素的质量分数，设计了如下实验步骤：
①准确称量样品质量a g；
②向样品中加入10mL 6mol?L^-1的盐酸，样品溶解后再加入蒸馏水配成100mL溶液；
③向上述溶液中加入3mL氯水，搅拌使其反应完全；
④加入10%的氨水至过量，充分搅拌，使沉淀完全；
⑤过滤，将沉淀洗涤后干燥；
⑥将沉淀移至坩埚中，灼烧、冷却、称重，并反复操作多次至固体完全反应．
试回答问题：
（1）写出步骤④中产生沉淀的离子方程式：

 

．
（2）确认步骤④沉淀已经完全的方法是

 

．
（3）如何检验步骤④沉淀是否洗净，其方法是

 

（4）在步骤⑥中，判断固体反应完全的方法是：

 

（5）若空坩埚质量为b g，充分灼烧固体完全反应后，剩余固体和坩埚的总质量为c g，则样品中铁元素的质量分数是

 

×100%

Answer 1

考点：探究物质的组成或测量物质的含量

专题：实验探究和数据处理题

分析：（1）含有三价铁离子的溶液中加氨水生成氢氧化铁沉淀；
（2）在上层清液中继续滴加氨水观察现象，没有新的沉淀生成说明沉淀完全；
（3）取最后一次洗液，检验洗液中是否含有氯离子；
（4）加热氢氧化铁分解质量会减小，连续两次称量的质量相同时，则氢氧化铁完全分解；
（5）根据原子守恒计算铁元素的质量，再根据质量分数公式进行计算．

解答： 解：（1）步骤④中所发生反应是铁离子和一水合氨反应生成氢氧化铁沉淀 的反应，反应的离子方程式为：Fe³⁺+3NH₃?H₂O=Fe（OH）₃+3NH₄⁺；
故答案为：Fe³⁺+3NH₃?H₂O=Fe（OH）₃+3NH₄⁺；
（2）在含有铁离子的溶液中加氨水会生成氢氧化铁沉淀，静置，然后在上层清液中继续滴加氨水观察现象，没有新的沉淀生成说明沉淀完全，否则，没有完全沉淀；
故答案为：在上层清液中继续滴加氨水观察现象，没有新的沉淀生成说明沉淀完全，否则，没有完全沉淀；
（3）溶液中含有大量的氯离子，则沉淀上会附着氯离子，所以在洗涤时，洗涤液中含有氯离子，取少量最后一次所得的洗涤液，加入少量稀硝酸和AgNO₃溶液，若有白色沉淀生成，表明沉淀未洗净，若无白色沉淀生成则表明沉淀已洗净；
故答案为：取少量最后一次所得的洗涤液，加入少量稀硝酸和AgNO₃溶液，若有白色沉淀生成，表明沉淀未洗净，若无白色沉淀生成则表明沉淀已洗净；
（4）加热氢氧化铁分解质量会减小，连续两次称量的质量相同时，则氢氧化铁完全分解；
故答案为：连续两次称重，质量没有变化；
（5）若空坩埚质量为b g，充分灼烧固体完全反应后，剩余固体和坩埚的总质量为c g，则氧化铁的质量=（b-c）g，所以Fe的质量为

112(b-c)

160

；
则铁元素的质量分数=

112(b-c)

120a

=

7(c-b)

10a

，
故答案为：

7(c-b)

10a

．

点评：本题考查了物质的含量的测量，题目涉及离子方程式的书写、离子检验、数据处理等，题目难度中等，注意根据原子守恒计算铁的质量分数，侧重于考查学生的实验探究能力和计算能力．