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，置于烧杯中；
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步骤②中配得的溶液，置于烧杯中，加入适量的氯水，使反应完全；
④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，直到固体由红褐色全部变为红棕色，冷却至室温后，称量；
⑦…

请根据上面的叙述回答下列问题：
（1）装置D的名称是

 

，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③中所发生反应的离子方程式为

 

（3）步骤④中检验沉淀是否完全的操作是

 

步骤⑤中洗涤沉淀的操作是：

 

（4）检验沉淀是否洗净的操作是取最后一次洗涤液，加入几滴

 

（填写序号）．
①KSCN溶液  ②NaOH溶液  ③AgNO₃溶液  ④酚酞试液
（5）若坩埚质量是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

 

．

Answer 1

考点：探究物质的组成或测量物质的含量,二价Fe离子和三价Fe离子的检验

专题：实验探究和数据处理题

分析：（1）根据图示可知D为分液漏斗；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）根据氯水能将FeCl₂氧化生成FeCl₃；
（3）检验是否沉淀完全，即检验铁离子，可取上层清液少许，加入氨水，观察是否有沉淀生成；根据洗涤沉淀的方法；
（4）因为沉淀中含有Cl^-，据此检验沉淀是否洗涤干净；
（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．

解答： 解：（1）根据图示可知D为分液漏斗；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：分液漏斗；C、F、G；
（2）氯水能将FeCl₂氧化生成FeCl₃，离子方程式为：2Fe²⁺+Cl₂=2Fe³⁺+2Cl^-，故答案为：2Fe²⁺+Cl₂=2Fe³⁺+2Cl^-；
（3）检验是否沉淀完全，即检验铁离子，可取上层清液少许，加入氨水，若无沉淀生成，则沉淀完全；洗涤沉淀的方法是沿玻璃棒向漏斗中沉淀上注入蒸馏水至浸没沉淀，静置让水自然流下，重复操作2～3次，
故答案为：取上层清液少许于试管中，加入氨水，若无沉淀生成，则沉淀完全；沿玻璃棒向漏斗中沉淀上注入蒸馏水至浸没沉淀，静置让水自然流下，重复操作2～3次；
（4）因为沉淀中含有Cl^-，确定沉淀是否洗涤干净的操作是：取最后一滴洗涤液，加入硝酸银溶液，如果没有沉淀生成，则证明洗涤干净，
故答案为：③；
（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%=

700(W2-W1)

a

%，
故答案为：

700(W2-W1)

a

%．

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．