Question

某化学兴趣小组测定某FeCl₃样品(含少量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a g样品，置于烧杯中；

②加入适量盐酸和适量蒸馏水，使样品溶解，然后准确配制成250 mL溶液；

③准确量取25.00 mL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将沉淀转移到坩埚内，加热、搅拌，直到固体全部由红褐色变为红棕色后，在干燥器中冷却至室温后，称量；

⑦ 重复以上操作，至最后两次称得的质量不超过0.1 g为止。

请根据上面叙述，回答：

(1)下图所示仪器中，本实验步骤①②③中必须用到的仪器是E和__________(填字母)。

(2)写出步骤③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_________________。

(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_______。

(5)该兴趣小组中甲学生认为：实验步骤③中不加入氯水，其余步骤不变，仍可达到目的。你认为甲学生的观点是否正确_______(填正确或错误)，请说明理由：____________________。

Answer 1

(1)CFG

(2)2Fe²⁺+Cl₂2Fe³⁺+2Cl^-

(3)、Cl^-、OH^-

向漏斗里注入蒸馏水，使水面没过滤渣，等水自然流完后，重复操作2—3次

(4)×2×56 g·mol^-1×÷a g×100%=×100%

(5)正确  FeCl₃、FeCl₂溶液中加入过量氨水，生成Fe(OH)₃和Fe(OH)₂沉淀，在操作过程中Fe(OH)₂会被空气进一步氧化生成Fe(OH)₃，最后所得生成物只有Fe₂O₃，对实验结果无影响

解析：本题考查学生实验操作能力、实验设计能力和计算能力.

(1)步骤①称量a g样品，需要F托盘天平.步骤②准确配制250 mL溶液，需要G 250 mL容量瓶.步骤③准确量取25.00 mL步骤②中配得的溶液，置于烧杯中，需要使用滴定管来转移，因为FeCl₃溶液显酸性，故使用C酸式滴定管.

(2)步骤③中，加入氯水是将Fe²⁺氧化成Fe³⁺，离子方程式为2Fe²⁺+Cl₂2Fe³⁺+2Cl^-.

(3)实验中使用了氯水和过量的氨水，所以存在NH、Cl^-、OH^-这些离子，会附着在沉淀表面，洗涤的目的便是除去这些离子，防止产生实验误差.洗涤沉淀的操作是“向漏斗里注入蒸馏水，使水面没过滤渣，等水自然流完后，重复操作2—3次”.注意“重复操作2—3次”容易被遗漏，且此处不能用玻璃棒搅拌，防止将滤纸弄破，影响实验的进行.

(4)若坩埚质量是W₁，坩埚与加热后固体总质量是W₂，可得固体Fe₂O₃的质量为(W₂-W₁)，根据关系式 Fe₂O₃—2Fe计算[×2×56 g·mol^-1×]÷a g×100%得到样品中铁元素的质量分数为×100%.

(5)氯水的作用是将Fe²⁺氧化成Fe³⁺，甲同学考虑到Fe(OH)₂具有很强的还原性，在空气中也能被氧化成Fe(OH)₃，故不加入氯水，这种观点是正确的.