Question

某校化学小组学生利用如下图所示装置进行“铁与水反应”的实验，并利用产物进一步制取FeCl₃·6H₂O晶体。（图中夹持及尾气处理装置均已略去）

（1）装置B中发生反应的化学方程式是_______________________________________。

（2）装置E中的现象是_____________________________________________________。

（3）停止反应，待B管冷却后，取其中的固体，加入过量稀盐酸充分反应，过滤。简述检验滤液中Fe³⁺的操作方法：__________________________________________________。

（4）该小组学生利用上述滤液制取FeCl₃·6H₂O晶体，设计流程如下：

滤液FeCl₃溶液FeCl₃·6H₂O晶体

①步骤中通入Cl₂的作用是_________________。

②步骤从稀溶液中得到FeCl₃·6H₂O晶体的主要操作包括：______________________。

③该流程中需保持盐酸过量，主要原因是（结合离子方程式简要说明）__________________________________________________________________。

Answer 1

（1）3Fe+4H₂O（g）Fe₃O₄+4H₂↑

（2）黑色固体变红，右端管壁有水珠

（3）取少量滤液，滴入几滴KSCN溶液，观察溶液是否变红色

（4）①将Fe²⁺氧化成Fe³⁺

②加热浓缩，冷却结晶，过滤

③Fe³⁺+3H₂O====Fe（OH）₃+3H⁺，过量盐酸抑制FeCl₃水解

解析：本题利用Fe与水蒸气在高温下反应产生H₂，然后利用H₂还原CuO得到Cu，涉及到的反应式为3Fe+4H₂O（g）Fe₃O₄+4H₂↑  H₂+CuOCu+H₂O。生成的Fe₃O₄溶于HCl生成FeCl₂和FeCl₃，反应方程式为Fe₃O₄+8HCl====FeCl₂+2FeCl₃+4H₂O，要制取FeCl₃·6H₂O晶体，必须先通入Cl₂，使FeCl₂转化为FeCl₃，在加热浓缩溶液的过程中，为防止Fe³⁺水解，必须保证盐酸过量，在酸性环境中浓缩。