Question

某化学研究小组测定某FeCl₃样品（含少量FeCl₂杂质）中铁元素的质量分数，在实验室中按以下步骤进行实验：
①称取a g样品；
②取适量盐酸和适量蒸馏水使样品溶解，准确配制成250mL溶液；
③准确量取25.00mL所配溶液，置于烧杯中；
④加入适量的氯水，使反应完全；
⑤加入过量氨水，充分搅拌；
⑥过滤，洗涤沉淀，并将其转移至坩埚中；
⑦加热并搅拌沉淀，至沉淀由红褐色全部变为红棕色，冷却后称量；
⑧重复步骤⑦的操作，直至合格为止．
请根据上面的叙述回答下列问题：
（1）如图所给仪器中，实验步骤①②③中必须用到的仪器是E和

 

（填仪器序号）．
（2）步骤②加入盐酸的目的是

 

；
（3）实验步骤⑤所得沉淀为

 

；步骤⑥洗涤沉淀的方法是

 

；
（4）步骤⑧合格的标准是

 

（5）若坩埚的质量是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

 

；
（6）指导教师认为步骤①～⑧中有一个步骤是多余的，这个步骤是

 

填序号）．

Answer 1

考点：探究物质的组成或测量物质的含量

专题：

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）FeCl₃和FeCl₂都是强酸弱碱盐，溶解过程中要发生水解；
（3）④加入适量的氯水，亚铁氧化成铁离子；⑤加入过量氨水，与铁离子反应生成氢氧化铁；
（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）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；
（6）因为⑦加热并搅拌沉淀，沉淀与空气直接接触，氢氧化亚铁也被氧化成氢氧化铁．

解答： 解：（1）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，
故答案为：ABFG；
（2）FeCl₃和FeCl₂都是强酸弱碱盐，溶解过程中要发生水解，所以加盐酸防止FeCl₃和FeCl₂水解，故答案为：防止FeCl₃和FeCl₂水解；
（3））④加入适量的氯水，亚铁氧化成铁离子；⑤加入过量氨水，与铁离子反应生成氢氧化铁，反应的离子方程式为：Fe³⁺+3NH₃?H₂O=Fe（OH）₃+3NH₄⁺，步骤⑥洗涤沉淀的方法是向漏斗里注入蒸馏水，使水面没过滤渣，水自然流完后，重复操作2～3次，
故答案为：Fe（OH）₃；向漏斗里注入蒸馏水，使水面没过滤渣，水自然流完后，重复操作2～3次；
（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：连续两次称量质量相差小于0.1g；
（5）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×

112

160

，样品中铁元素的质量（W₂-W₁）g×

112

160

×

250

25

=7（W₂-W₁）g，样品中铁元素的质量分数

7(W2-W1)g

ag

×100%=

7(W2-W1)g

ag

，
故答案为：

7(W2-W1)g

ag

；
（6）因为⑦加热并搅拌沉淀，沉淀与空气直接接触，氢氧化亚铁也被氧化成氢氧化铁，所以第④步加入适量的氯水，氧化亚铁离子多余，故答案为：④．

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．