氯化铁是常见的水处理剂,无水FeCl3的熔点为555K、沸点为588K.工业上制备无水FeCl3的一种工艺如下:
(1)试写出吸收塔中反应的离子方程式:______.
(2)已知六水合氯化铁在水中的溶解度如下:
温度/℃ | 0 | 10 | 20 | 30 | 50 | 80 | 100 |
溶解度(g/100gH20) | 74.4 | 81.9 | 91.8 | 106.8 | 315.1 | 525.8 | 535.7 |
(3)捕集器中温度超过673K,存在相对分子质量为325的物质,该物质的分子式为:______.
(4)室温时在FeCl3溶液中滴加NaOH溶液,当溶液pH为2.7时,Fe3+开始沉淀;当溶液pH为4时,c(Fe3+)=______mol/L(已知:Ksp[Fe(OH)3]=1.1×10-36).
(5)FeCl3的质量分数通常可用碘量法测定:称取m克无水氯化铁样品,溶于稀盐酸,再转移到100mL容量瓶,用蒸馏水定容;取出10mL,加入稍过量的KI溶液,充分反应后,滴入某一指示剂并用c mol/L Na2S2O3溶液滴定用去V mL.
(已知:I2+2S2O32-=2I-+S4O62-)
①滴定终点的现象是:______.
②样品中氯化铁的质量分数为:______%.
(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)由表中数据可知,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)分子中Fe原子与Cl原子数目之比为1:3,令分子组成为(FeCl3)n,该分子相对分子质量为325,则:
(56+35.5×3)×n=325,解得,n=2,所以该物质的分子式为Fe2Cl6,故答案为:Fe2Cl6;
(4)当溶液pH为4时,溶液中c(OH-)=10-10mol/L,由于Ksp[Fe(OH)3]=c(Fe3+)•c3(OH-)=1.1×10-36,所以溶液中c(Fe3+)=
=1.1×10-6mol/L,1.1×10-36 (10-10)3
故答案为:1.1×10-6;
(5)①滴入最后一滴,溶液颜色由蓝色变为无色,半分钟内不再变色,说明滴定到终点,
故答案为:滴入最后一滴,溶液颜色由蓝色变为无色,半分钟内不再变色;
②VmLNa2S2O3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~~~~~~2S2O32-
2 2
n(Fe3+) c•V•10-3 mol×10
所以 n(Fe3+)=c•V•10-3 mol×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
×100%=1.625cVg mg
%.162.5cV m
故答案为:
%.162.5cV m