Question

11．某校化学小组学生利用如图所列装置进行“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）烧瓶底部放置了几片碎瓷片，碎瓷片的作用是防止暴沸．装置B中发生反应的化学方程式是3Fe+4H₂O（g）$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Fe₃O₄+4H₂
（2）如果要在C处玻璃管处点燃该气体，则必须对该气体进行检验纯度，
装置E中的现象是固体由黑色变为红色，管壁有水珠
（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⁺的操作方法取少量滤液，滴入几滴KSCN溶液，观察溶液是否变红色．
（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$→_{I}^{Cl_{2}}$FeCl₃溶液$\stackrel{II}{→}$FeCl₃•6H₂O晶体
①步骤I中通入Cl₂的作用是将滤液中含有的Fe²⁺氧化成Fe³⁺．
②步骤Ⅱ从FeCl₃稀溶液中得到FeCl₃•6H₂O晶体的主要操作包括：加热浓缩、冷却结晶、过滤．

Answer 1

分析 由图可知，A提高水蒸气，B中发生3Fe+4H₂O（g）$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Fe₃O₄+4H₂，生成氢气具有可燃性，点燃时需要验纯，D中碱石灰干燥氢气，E中氢气还原CuO，结合铁离子遇KSCN溶液为血红色来解答．
（1）烧瓶底部放置了几片碎瓷片是防止加热液体暴沸，铁和水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气；
（2）如果要在C处玻璃管处点燃该气体，则必须对该气体进行检验纯度，E中氢气还原CuO生成铜和水；
（3）依据铁离子和KSCN溶液反应生成血红色溶液设计实验验证；
（4）①根据流程结合氯气的强氧化性分析氯气的作用；
②由FeCl₃稀溶液中得到FeCl₃•6H₂O晶体需加热浓缩、冷却晶体，过滤．

解答 解：（1）烧瓶底部放置了几片碎瓷片，碎瓷片的作用是防止暴沸，B中发生3Fe+4H₂O（g）$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Fe₃O₄+4H₂，
故答案为：防止暴沸；3Fe+4H₂O（g）$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Fe₃O₄+4H₂；
（2）如果要在C处玻璃管处点燃该气体，则必须对该气体进行检验纯度，E中氢气还原CuO，观察到的现象为固体由黑色变为红色，管壁有水珠，
故答案为：检验纯度；固体由黑色变为红色，管壁有水珠；
（3）检验滤液中Fe³⁺的操作方法为取少量滤液，滴入几滴KSCN溶液，观察溶液是否变红色，
故答案为：取少量滤液，滴入几滴KSCN溶液，观察溶液是否变红色；
（4）①因为氯气具有强氧化性，所以能将二价铁离子氧化为三价铁离子，2Fe²⁺+Cl₂═2Fe³⁺+2Cl^-，
故答案为：将滤液中含有的Fe²⁺氧化成Fe³⁺；  
②由FeCl₃稀溶液中得到FeCl₃•6H₂O晶体需加热浓缩、冷却结晶、过滤，
故答案为：加热浓缩、冷却结晶、过滤．

点评 本题考查了铁及其化合物的性质实验，题目难度不大，注意掌握铁与水蒸气反应原理，试题侧重对学生能力的培养和训练，有利于培养学生规范严谨的实验设计、操作能力．