Question

6．氯化鐵是常見的水處理劑，無水氯化鐵的熔點(diǎn)為555K、沸點(diǎn)為588K．工業(yè)制備氯化鐵的一種工藝如下：

回答下列問題：
（1）反應(yīng)爐中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為2Fe+3Cl₂=2FeCl₃ ．
（2）己知FeCl₃•6H₂0在水中的溶解度如下：

溫度/℃	0	10	20	30	50	80	100
溶解度（g/l00gH20）	74.4	81.9	91.8	106.8	315.1	525.8	535.7

從FeCl₃溶液中獲得FeCl₃•6H₂0的方法是加入少量鹽酸加熱濃縮，再冷卻結(jié)晶．
（3）捕集器中溫度超過673K，存在相對分子質(zhì)量為325的物質(zhì)，該物質(zhì)的化學(xué)式為Fe₂Cl₆．
（4）吸收塔中吸收劑X的作用是吸收反應(yīng)爐中過量的氯氣和少量氯化鐵煙氣，F(xiàn)eCl₃溶液可腐蝕印刷電路銅板，其離子方程式為2Fe³⁺+Cu=2Fe²⁺+Cu²⁺．
（5）室溫時(shí)向FeCl₃溶液中滴加NaOH溶液，當(dāng)溶液中c（Fe³⁺）≤l．O×lO^-5mol•L^-1時(shí)，視作Fe³⁺沉淀完全，則Fe³⁺沉淀完全的pH至少為3（已知Ksp[Fe（OH）₃]=l.0×l0^-38）．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)流程圖可知，反應(yīng)爐中反應(yīng)物為鐵屑與氯氣反應(yīng)，生成氯化鐵；
（2）由表中數(shù)據(jù)可知，溫度越高氯化鐵的溶解度越高，由溶液獲得晶體需加熱蒸發(fā)、冷卻晶體，鐵離子易水解應(yīng)先加入少量的鹽酸；
（3）捕集器中物質(zhì)冷卻后得氯化鐵，根據(jù)元素守恒，捕集器中物質(zhì)也應(yīng)由氯元素和鐵元素組成，且鐵原子與氯原子個(gè)數(shù)比也為1：3，根據(jù)相對分子質(zhì)量可判斷化學(xué)式；
（4）反應(yīng)爐中出來的尾氣有過量的氯氣和少量的氯化鐵煙氣，需要被吸收，氯化鐵與銅反應(yīng)生成氯化亞鐵和氯化銅；
（5）根據(jù)Ksp[Fe（OH）₃]=c（Fe³⁺）•c³（OH^-），及c（Fe³⁺）≤l．O×lO^-5mol•L^-1，可計(jì)算出氫氧根離子的最低濃度，再計(jì)算出pH最小值．

解答 解：（1）根據(jù)流程圖可知，反應(yīng)爐中反應(yīng)物為鐵屑與氯氣反應(yīng)，生成氯化鐵，反應(yīng)的化學(xué)方程式為2Fe+3Cl₂=2FeCl₃ ，
故答案為：2Fe+3Cl₂=2FeCl₃；
（2）由表中數(shù)據(jù)可知，溫度越高氯化鐵的溶解度越高，由溶液獲得晶體需加熱蒸發(fā)、冷卻晶體．Fe³⁺易水解應(yīng)先加入少量的鹽酸，抑制Fe³⁺水解，再熱蒸發(fā)、冷卻晶體獲得FeCl₃•6H₂O；
故答案為：加入少量鹽酸加熱濃縮，再冷卻結(jié)晶；
（3）捕集器中物質(zhì)冷卻后得氯化鐵，根據(jù)元素守恒，捕集器中物質(zhì)也應(yīng)由氯元素和鐵元素組成，且鐵原子與氯原子個(gè)數(shù)比也為1：3，相對分子質(zhì)量為325，則該物質(zhì)的化學(xué)式Fe₂Cl₆，
故答案為：Fe₂Cl₆；
（4）反應(yīng)爐中出來的尾氣有過量的氯氣和少量的氯化鐵煙氣，需要被吸收，所以吸收塔中吸收劑X的作用是吸收反應(yīng)爐中過量的氯氣和少量氯化鐵煙氣，氯化鐵與銅反應(yīng)生成氯化亞鐵和氯化銅，反應(yīng)的離子方程式為2Fe³⁺+Cu=2Fe²⁺+Cu²⁺，
故答案為：吸收反應(yīng)爐中過量的氯氣和少量氯化鐵煙氣；2Fe³⁺+Cu=2Fe²⁺+Cu²⁺；
（5）根據(jù)Ksp[Fe（OH）₃]=c（Fe³⁺）•c³（OH^-），當(dāng)Fe³⁺沉淀完全時(shí)c（Fe³⁺）≤l．O×lO^-5mol•L^-1，此時(shí)c（OH^-）=$\root{3}{\frac{Ksp[Fe（OH）{\;}_{3}]}{c（Fe{\;}^{3+}）}}$=$\root{3}{\frac{l.0×l{0}^{-38}}{l．O×l{O}^{-5}}}$mol•L^-1=1.0×10^-11 mol•L^-1，所以pH=3，即Fe³⁺沉淀完全的pH至少為3，
故答案為：3．

點(diǎn)評 本題考查學(xué)生對工藝流程的理解、物質(zhì)的分離提純等基本操作、氧化還原反應(yīng)滴定應(yīng)用、溶度積有關(guān)計(jì)算等，題目難度中等，需要學(xué)生具有扎實(shí)的基礎(chǔ)知識與靈活運(yùn)用知識解決問題的能力．