Question

某化学兴趣小组测定某FeCl₃样品（含有少量FeCl₂杂质）中铁元素的质量分数，实验时按以下步骤进行：
①称量ag样品，置于烧杯中，
②加入适量的蒸馏水，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，加热使反应完全
④趁热迅速加入过量氨水，充分搅拌，使沉淀完全
⑤过滤，洗涤沉淀
⑥将沉淀声称到坩埚内加热，搅拌直到固体全部由红褐色变为红棕色后在干燥器中冷却到室温后，称量
⑦…根据上面叙述，回答
（1）如图所示仪器中，本实验步骤①②中必须用到的仪器是______．

（2）写出步骤③和④中发生反应的离子方程式______
（3）洗涤是洗去附着在沉淀上的______（写离子符号）．洗涤沉淀的操作是______检验沉淀已洗净的方法是______
（4）若坩埚质量是W₁，坩埚与加热后固体总质量是W₂，则样品中铁元素的质量分数为______（列出算式，不需化简）
（5）该兴趣小组中甲学生认为：实验步骤中不加氯水，其余步骤不变，仍可达到实验目的，你认为甲学的观点是否正确______（填“正确”或“错误”）请说明理由（必要时可用化学方程式表示）______．

Answer 1

【答案】分析：（1）步骤①、②是用固体配制成250mL溶液氯化铁溶液，配制溶液需要用到的仪器有：天平、药匙、烧杯、玻璃棒、250mL容量瓶、胶头滴管等．
（2）步骤③加入适量的氯水，目的是将溶液中Fe²⁺氧化为Fe³⁺．
步骤④过量氨水，将Fe³⁺转化为Fe（OH）₃．
（3）加入过量的氨水，氢氧化铁生成表面附着有氯化铵、氨水等，故附着的离子有NH₄⁺、Cl^-、OH^-等．
洗涤沉淀的方法是：向过滤器中加入蒸馏水至没过沉淀，待滤液流出后重复上述操作多次直至洗净为止．取最次一次洗出液置于小试管中，滴加AgNO₃溶液若无沉淀产生证明已洗净．
（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．
（5）氯化铁溶液中Fe³⁺水解Fe³⁺+3H₂O?Fe（OH）₃+3H⁺，加热HCl挥发，促进水解进行，过一系列转化最终都能生成Fe₂O₃对后续实验无影响．
解答：解：（1）步骤①、②是用固体配制成250mL溶液氯化铁溶液，配制溶液需要用到的仪器有：天平、药匙、烧杯、玻璃棒、250mL容量瓶、胶头滴管等，故两操作中必须用到BE．
故答案为：BE．
（2）步骤③加入适量的氯水，氯气将溶液中Fe²⁺氧化为Fe³⁺，反应的离子方程式为2Fe²⁺+Cl₂=2Fe³⁺+2Cl^-．
步骤④过量氨水，将Fe³⁺转化为Fe（OH）₃，反应离子方程式为Fe³⁺+3NH₃?H₂O=Fe（OH）₃↓+3NH₄⁺．
故答案为：2Fe²⁺+Cl₂=2Fe³⁺+2Cl^-；Fe³⁺+3NH₃?H₂O=Fe（OH）₃↓+3NH₄⁺．
（3）加入过量的氨水，氢氧化铁生成表面附着有氯化铵、氨水等，故附着的离子有NH₄⁺、Cl^-、OH^-等．
洗涤沉淀的方法是：向过滤器中加入蒸馏水至没过沉淀，待滤液流出后重复上述操作多次直至洗净为止．取最次一次洗出液置于小试管中，滴加AgNO₃溶液若无沉淀产生证明已洗净．
故答案为：NH₄⁺、Cl^-、OH^-；向过滤器中加入蒸馏水至没过沉淀，待滤液流出后重复上述操作多次直至洗净为止；取最次一次洗出液置于小试管中，滴加AgNO₃溶液若无沉淀产生证明已洗净．
（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为（W₂-W₁）g×=g，样品中铁元素的质量为×g，天平铁元素的质量分数为×100%=×100%．
故答案为：×100%．
（5）氯化铁溶液中Fe³⁺水解Fe³⁺+3H₂O?Fe（OH）₃+3H⁺，加热HCl挥发，促进水解进行，过一系列转化最终都能生成Fe₂O₃对后续实验无影响，故实验步骤中不加氯水，其余步骤不变，仍可达到实验目的，甲学的观点正确．
故答案为：正确；氯化铁溶液中Fe³⁺水解Fe³⁺+3H₂O?Fe（OH）₃+3H⁺，加热HCl挥发，促进水解进行，过一系列转化最终都能生成Fe₂O₃对后续实验无影响．
点评：考查学生溶液的配制、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，是对所学知识的综合运用，需要学生具备扎实的基础知识与分析问题、解决问题能力．