氯化铁是一种重要的化工原料.无水氯化铁遇潮湿空气极易吸水生成FeCl3?nH2O．(1)实验室用如下装置(部分加热.夹持等装置已略去)制备无水氯化铁固体．①装置A中仪器z的名称是．②简述检验装置A气密性的操作: ．③按气流方向连接各仪器接口.顺序为a→ → → → →b→c→ → .装置D的作用是．(2)工业上制备无水氯化铁� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

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氯化铁是一种重要的化工原料，无水氯化铁遇潮湿空气极易吸水生成FeCl₃?nH₂O．
（1）实验室用如下装置（部分加热、夹持等装置已略去）制备无水氯化铁固体．

①装置A中仪器z的名称是

．
②简述检验装置A气密性的操作：

．
③按气流方向连接各仪器接口，顺序为a→

→

→b→c→

→

，装置D的作用是

．
（2）工业上制备无水氯化铁的一种工艺流程如下：

①吸收塔中发生反应的离子方程式为

．
②简述由FeCl₃.6H₂O晶体得到无水氯化铁的操作：

．
③用碘量法测定所得无水氯化铁的质量分数：称取m克无水氯化铁样品，溶于稀盐酸，再转移到100mL容量瓶中，用蒸馏水定容；取出10mL，加入稍过量的KI溶液，充分反应后，滴入指示剂

（填试剂名称），用c mol?L^-1的Na₂S₂O₃溶液进行滴定，终点时消耗V mL Na₂S₂O₃溶液（已知：I₂+2S₂O₃^2-=2I^-+S₄O₆^2-）．则样品中氯化铁的质量分数为

．
（3）若已知：
Fe（OH）₃（aq）?Fe³⁺（aq）+3OH^-（aq）△H=a kJ?mol^-1
H₂O（I）?H⁺（aq）+OH^-（aq）△H=b kJ?mol^-1
请写出Fe³⁺发生水解反应的热化学方程式

．

考点：制备实验方案的设计,铁的化学性质

专题：几种重要的金属及其化合物

分析：（1）①依据装置图中仪器形状和用途分析；
②分析装置图可知A中的反应为浓盐酸和二氧化锰反应生成氯化锰和氯气的反应，实验装置气密性检查利用装置压强变化和液面变化分析；
③制取出的氯气中含有HCl杂质气体，需要利用饱和食盐水除去，然后对氯气进行干燥，再通入B，最后为了防止空气中水蒸气进入B，需增加干燥装置，据此解答即可；
（2）①尾气中含有氯气，由工艺流程可知，用吸水剂X在吸收塔中吸收氯气，生成氯化铁，所以吸水剂X为氯化亚铁；
②由溶液获得晶体需加热蒸发、冷却晶体，铁离子易水解应先加入少量的盐酸；
③淀粉遇碘变蓝，据此选择指示剂；VmLNa₂S₂O₃溶液含有Na₂S₂O₃物质的量为V?10^-3 L×cmol/L=c?V?10^-3 mol，mg样品需要0.01cVmolNa₂S₂O₃，根据关系式2Fe³⁺～I₂～S₂O₃^2-计算n（Fe³⁺），氯化铁的物质的量等于n（Fe³⁺），利用m=nM计算氯化铁的质量，根据质量分数定义计算；
（3）利用盖斯定律计算反应热，可写出Fe³⁺发生水解反应的热化学方程式．

解答： 解：（1）①装置图中仪器形状和用途可知，仪器X的名称为分液漏斗，故答案为：分液漏斗；
②A中的反应为浓盐酸和二氧化锰反应生成氯化锰和氯气的反应，反应中产生氯气，实验装置气密性检查利用装置压强变化和液面变化分析，关闭a处的活塞，向分液漏斗中加水至其液面高于试管中的液面，（停止加水）一段时间后液面高度差没变化，说明装置不漏气，故答案为：关闭活塞，向分液漏斗中加水至其液面高于试管中的液面，（停止加水）一段时间后液面高度差没变化，说明装置不漏气；
③制取出的氯气中含有HCl杂质气体，需要利用饱和食盐水除去，液体洗气需长管进，短管出，故a连接h-i，然后对氯气进行干燥，同理：i连接d-e，再通入B，即e连接b-c，最后为了防止空气中水蒸气进入B，需增加干燥装置，故c连接f-g，
故答案为：h、i、d、e、f、g；防止空气中的水蒸气进入B；
（2）①尾气中含有氯气，由工艺流程可知，用吸水剂X在吸收塔中吸收氯气，生成氯化铁，所以吸水剂X为氯化亚铁，氯化亚铁与氯气反应生成氯化铁，反应离子方程式为：2Fe²⁺+Cl₂=2Fe³⁺+2Cl^-，
故答案为：2Fe²⁺+Cl₂=2Fe³⁺+2Cl^-；
②温度越高氯化铁的溶解度越高，由溶液获得晶体需加热蒸发、冷却晶体．Fe³⁺易水解应先加入少量的盐酸，抑制Fe³⁺水解，再热蒸发、冷却晶体获得FeCl₃?6H₂O，
故答案为：加入少量盐酸加热浓缩，再冷却结晶；
③淀粉遇碘变蓝，硅可以选择淀粉作为指示剂；VmLNa₂S₂O₃溶液含有Na₂S₂O₃物质的量为V?10^-3 L×cmol/L=c?V?10^-3 mol，则：
根据关系式：2Fe³⁺～I₂～2S₂O₃^2-
2 2
n（Fe³⁺） c?V?10^-3mol×10
所以 n（Fe³⁺）=c?V?10^-3mol×10=0.01cVmol，
所以m克无水氯化铁样品中氯化铁的质量为0.01cVmol×162.5g/mol=1.625cVg
所以m克无水氯化铁样品中氯化铁的质量分数为

1.625cVg

×100%=

162.5cV

%，
故答案为：淀粉溶液；

162.5cV

%；
（3）Fe³⁺发生水解反应的方程式为Fe³⁺+3H₂O?Fe（OH）₃+3H⁺，
已知①Fe（OH）₃（s）?Fe³⁺（aq）+3OH^-（aq）△H=akJ?mol^-1
②H₂O（l）?H⁺（aq）+OH^-（aq）△H=bkJ?mol^-1，
则利用盖斯定律将②×3-①可得Fe³⁺（aq）+3H₂O（l）?Fe（OH）₃（aq）+3H⁺（aq）△H=（3b-a）kJ?mol^-1，
故答案为：Fe³⁺（aq）+3H₂O（l）?Fe（OH）₃（aq）+3H⁺（aq）△H=（3b-a）kJ?mol^-1．

点评：本题考查学生对工艺流程的理解、物质的分离提纯等基本操作、氧化还原反应滴定应用、溶度积有关计算等，难度中等，需要学生具有扎实的基础知识与灵活运用知识解决问题的能力．注意（2）中计算，mg样品需要Na₂S₂O₃的体积为滴定中的10倍，容易忽略．

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