Question

某化學(xué)興趣小組測定某FeCl₃樣品（只含少量FeCl₂雜質(zhì)）中鐵元素的質(zhì)量分數(shù)，按以下實驗步驟進行操作：
①稱取a g樣品，置于燒杯中；
②加入適量鹽酸和蒸餾水，使樣品溶解，然后準(zhǔn)確配制成250.00mL溶液；
③量取25.00mL步驟②中配得的溶液，置于燒杯中，加入適量的氯水，使反應(yīng)完全；
④加入過量氨水，充分攪拌，使沉淀完全；
⑤過濾，洗滌沉淀；
⑥將沉淀轉(zhuǎn)移到某容器內(nèi)，加熱、攪拌，直到固體由紅褐色全部變?yōu)榧t棕色后，在干燥器中冷卻至室溫后，稱量；
⑦…．
請根據(jù)上面敘述，回答：

（1）圖所示儀器中，本實驗步驟①②③中必須用到的儀器是E和

CFG

（填字母）．
（2）步驟②中加入鹽酸的作用

增強溶液酸性，抑止Fe²⁺Fe³⁺水解；

．
（3）寫出步驟④中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式

Fe³⁺+3NH₃?H₂O═Fe（OH）₃↓+3NH₄⁺

．
（4）樣品中的雜質(zhì)Fe²⁺有較強的還原性，完成并配平下列反應(yīng)的離子方程式

6

Fe²⁺+

1

ClO₃^-+

6

═

6

Fe³⁺+

1

Cl^-+

3

H₂O
從理論上分析，上述實驗中若將氯水改為NaClO₃時，對實驗結(jié)果造成

無影響

（填偏大、偏小或不影響），等物質(zhì)的量的NaClO₃與Cl₂的氧化效率之比為

3：1

（5）第⑥步的操作中，將沉淀物轉(zhuǎn)移到

坩堝

（填儀器名稱）中加熱，冷卻至室溫，稱量其質(zhì)量為m₁g，再次加熱并冷卻至室溫稱量其質(zhì)量為m₂g，若m₁與m₂差值較大，接下來的操作應(yīng)當(dāng)是

繼續(xù)加熱一段時間后，把坩堝放置于干燥器中冷卻，再稱量，至最后兩次稱得的質(zhì)量差不超過0.1g為止

．
（6）本實驗需要稱量的最少次數(shù)是

5

次，若容器質(zhì)量是W₁g，最終容器和固體的總質(zhì)量是W₂g，則樣品中鐵元素的質(zhì)量分數(shù)為

7(W2-W1)

a

×100%

．（列出算式，不需化簡）
（7）已知Cl₂與熱的NaOH溶液可發(fā)生如下反應(yīng)：
3Cl₂+6NaOH

△   .

5NaCl+NaClO₃+3H₂O
則Fe³⁺、KClO₃、Cl₂三種物質(zhì)其氧化性由強到弱的順序是

KClO₃＞Cl₂＞Fe³⁺

．

Answer 1

分析：（1）根據(jù)各儀器的作用選取儀器；
（2）防止FeCl₃和FeCl₂水解分析；
（3）步驟④是鐵離子和一水合氨反應(yīng)生成氫氧化鐵沉淀和銨根離子的反應(yīng)；
（4）依據(jù)氧化還原反應(yīng)電子守恒、原子守恒配平離子方程式；還原劑一定，需要的氧化劑可以是氯氣或氯酸鈉，還原劑失電子數(shù)一定，氧化劑改變不影響計算結(jié)果，氧化劑的氧化率是得到電子數(shù)之比；
（5）沉淀加熱直到固體由紅褐色全部變?yōu)榧t棕色，固體加熱在坩堝中進行；干燥稱量至恒重的標(biāo)準(zhǔn)是兩次稱量質(zhì)量不超過0.1g；
（6）依據(jù)實驗步驟分析可知，稱量操作為稱量樣品質(zhì)量、稱量坩堝質(zhì)量，稱量坩堝和沉淀質(zhì)量，再進行兩次稱量到恒重，存在過程中稱量根據(jù)鐵元素質(zhì)量守恒，即紅棕色固體（Fe₂O₃）中的鐵就是樣品中鐵，根據(jù)質(zhì)量分數(shù)的公式求出鐵元素的質(zhì)量分數(shù)；
（7）依據(jù)氧化還原反應(yīng)中氧化劑的氧化性大于氧化產(chǎn)物分析判斷；

解答：解：（1）稱量藥品用天平，氯化鐵和氯化亞鐵的水溶液都呈酸性，所以準(zhǔn)確量取25.00mL步驟②中配得的溶液用酸式滴定管，配制一定物質(zhì)的量濃度的溶液用容量瓶；
故選：C F G；
（2）因FeCl₃和FeCl₂能發(fā)生水解；加入鹽酸增強溶液酸性，抑止Fe²⁺Fe³⁺水解；
故答案為：增強溶液酸性，抑止Fe²⁺Fe³⁺水解；
（3）步驟④中鐵離子和一水合氨反應(yīng)生成氫氧化鐵沉淀和銨根離子的反應(yīng)，反應(yīng)的離子方程式為：Fe³⁺+3NH₃?H₂O═Fe（OH）₃↓+3NH₄⁺；
故答案為：Fe³⁺+3NH₃?H₂O═Fe（OH）₃↓+3NH₄⁺；
（4）反應(yīng)中，亞鐵離子變化為鐵離子，氯酸跟離子氯元素化合價從+5價變?yōu)?1價，變化6價，電子轉(zhuǎn)移最小公倍數(shù)為6，依據(jù)電子守恒和原子守恒配平得到離子方程式為：6Fe²⁺+ClO₃^-+6H⁺═6Fe³⁺+Cl^-+3H₂O；從理論上分析，上述實驗中若將氯水改為NaClO₃時對實驗無影響，不同的是氧化劑不同，同量還原性物質(zhì)被氧化需要失去電子相同；等物質(zhì)的量的NaClO₃與Cl₂的氧化效率之比為為轉(zhuǎn)移電子數(shù)之比，NaClO₃～Cl^-～6e^-，Cl₂～2Cl^-～2e^-，所以1molNaClO₃與Cl₂的氧化效率之比為3：1；
故答案為：6、1、6、6、1、3；無影響；3：1；
（5）將沉淀轉(zhuǎn)移到坩堝內(nèi)，加熱、攪拌，直到固體由紅褐色全部變?yōu)榧t棕色后，在干燥器中冷卻至室溫后，稱量制恒重，兩次稱量數(shù)值不超過0.1g；
故答案為：坩堝；繼續(xù)加熱一段時間后，把坩堝放置于干燥器中冷卻，再稱量，至最后兩次稱得的質(zhì)量差不超過0.1g為止；
（6）依據(jù)實驗步驟分析可知，稱量操作為稱量樣品質(zhì)量、稱量坩堝質(zhì)量，稱量坩堝和沉淀質(zhì)量，再進行兩次稱量到恒重，本實驗需要稱量的最少次數(shù)是5次；
因鐵元素質(zhì)量守恒，即紅棕色固體中的鐵就是樣品中鐵，
Fe₂O₃中鐵元素的質(zhì)量為（W₂-W₁）g×

112

160

，
樣品中鐵元素的質(zhì)量分數(shù)是

1120(W2-W1)

160a

×100%=

7(W2-W1)

a

×100%，
故答案為：5，

7(W2-W1)

a

×100%．
（7）6Fe²⁺+ClO₃^-+6H⁺═6Fe³⁺+Cl^-+3H₂O，Cl₂+2Fe²⁺═2Fe³⁺+2Cl^-；分析反應(yīng)3Cl₂+6NaOH

△   .

5NaCl+NaClO₃+3H₂O，得到5Cl^-+ClO₃^-+6H⁺═3H₂O+3Cl₂↑氧化劑的氧化性大于氧化產(chǎn)物，則Fe³⁺、KClO₃、Cl₂三種物質(zhì)其氧化性由強到弱的順序是KClO₃＞Cl₂＞Fe³⁺；
故答案為：KClO₃＞Cl₂＞Fe³⁺；

點評：本題考查了氧化還原反應(yīng)的強弱分析，離子方程式配平的電子守恒應(yīng)用，實驗探究物質(zhì)性質(zhì)的分析判斷，實驗基本操作的熟練掌握程度，題目難度中等．