Question

某不锈钢（主要成分为Fe）样品中含有铝、铜等（其它成分忽略），为了测定该合金中铁的含量，有人设计如下工艺流程：

（1）滤液C中溶质含有

 

 （写化学式）；
（2）如何验证滤液A中含Fe²⁺，而不含Fe³⁺

 

．
（3）对所得Fe₂O₃固体称量得质量为b g，计算该样品中铁元素质量分数的表达式为（用含a、b的式子表示）

 

．

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：不锈钢（主要成分为Fe）样品中含有铝、铜等，加入足量稀盐酸铁、铝溶解为氯化亚铁和氯化铜溶液，铜不溶解，过滤得到滤渣A为铜，滤液A中含有的溶质成分为FeCl₂、AlCl₃，通过氯气把氯化亚铁氧化为氯化铁得到溶液B中为FeCl₃、AlCl₃，B溶液中加入过量氢氧化钠溶液过滤，得到红褐色氢氧化铁沉淀和滤液C，滤液C中含有的溶质NaAlO₂、NaCl、NaOH，红褐色沉淀氢氧化铁加热分解得到氧化铁；依据流程中的反应和操作风险回答问题．

解答： 解：不锈钢（主要成分为Fe）样品中含有铝、铜等，加入足量稀盐酸铁、铝溶解为氯化亚铁和氯化铝溶液，铜不溶解，过滤得到滤渣A为铜，滤液A中含有的溶质成分为FeCl₂、AlCl₃，通过氯气把氯化亚铁氧化为氯化铁，2FeCl₂+Cl₂=2FeCl₃，得到溶液B中为FeCl₃、AlCl₃，B溶液中加入过量氢氧化钠溶液反应为：FeCl₃+3NaOH=Fe（OH）₃↓+3NaCl，AlCl₃+4NaOH=NaAlO₂+3NaCl，过滤得到红褐色氢氧化铁沉淀和滤液C，滤液C中含有的溶质NaAlO₂、NaCl、NaOH，红褐色沉淀氢氧化铁加热分解得到氧化铁；
（1）依据上述分析可知滤液C中含有的NaAlO₂、NaCl、NaOH；
故答案为：NaAlO₂、NaCl、NaOH；
（2）滤液A中含有的溶质成分为FeCl₂、AlCl₃，验证滤液A中含Fe²⁺，而不含Fe³⁺，利用铁离子和亚铁离子的检验方法设计实验步骤分析，实验步骤为：取少量滤液A于试管中，滴几滴KSCN溶液，溶液不变色，再加氯水（或通氯气），溶液变为血红色，证明溶液中含有亚铁离子；
故答案为：取少量滤液A于试管中，滴几滴KSCN溶液，溶液不变色，再加氯水（或通氯气），溶液变为血红色；
（3）样品质量为ag，所得Fe₂O₃固体称量得质量为b g，该样品中铁元素质量分数=

bg 160g/mol ×2×56g/mol

ag

×100%=

7b

10a

×100%；
故答案为：

7b

10a

×100%．

点评：本题考查了物质成分的实验测定和实验探究方法，流程分析判断溶液和沉淀的成分分析判断是解题关键，题目难度中等．