Question

三氯化铁是中学化学实验室中不可缺少的重要试剂。某同学利用废铁屑（含少量铜等不与盐酸反应的杂质）来制备FeCl₃·6H₂O，该同学设计的实验装置如下图所示，A中放有废铁屑，烧杯中盛有过量的稀硝酸，实验时打开a、关闭b，从分液漏斗内向A中滴加过量盐酸，此时溶液显浅绿色，再打开b进行过滤，过滤结束后，取烧杯内溶液倒入蒸发皿中加热，蒸发掉部分水并除去多余的HNO₃，再降温结晶得FeCl₃·6H₂O晶体，填写下列空白：

（1）滴加盐酸时，发现反应速率比盐酸与纯铁粉的反应快，其原因是_________________。

（2）烧杯中稀HNO₃的作用是（用离子方程式表示）_______________________________。

（3）整个实验过程中，弹簧夹a必须始终打开，其目的是___________________________。

（4）若不用降温结晶的方法制取FeCl₃·6H₂O，而是直接将溶液蒸干，则此时得到的固体是____________（写化学式）。

（5）把制得的FeCl₃·6H₂O适量放入水中配成浓溶液，取少量滴入沸水中，可以得到一种红褐色的透明的分散系。写出有关的化学方程式：____________________________________。

Answer 1

（1）因为废铁屑中含有铜，形成了Cu—Fe原电池，加快了反应速率 

（2）3Fe²⁺++4H⁺====3Fe³⁺+NO↑+2H₂O 

（3）导出气体，使分液漏斗中液体能顺利流下 

（4）Fe₂O₃ 

（5）FeCl₃+3H₂O Fe（OH）₃（胶体）+3HCl 

解析：（1）废铁屑含有Cu，形成了原电池，所以反应速率快。（2）Fe与HCl反应只得FeCl₂，欲得FeCl₃·6H₂O尚需将Fe²⁺氧化为Fe³⁺，由此考虑，可知HNO₃用于氧化Fe²⁺为Fe³⁺，3Fe²⁺++4H⁺====3Fe³⁺+NO↑+2H₂O。（3）设想打开a和不打开a的情境并对比，可知a始终打开的目的是导出气体，并使分液漏斗内的盐酸能顺利流下。（4）直接将溶液蒸干时，FeCl₃+3H₂OFe（OH）₃↓+3HCl↑，2Fe(OH)₃Fe₂O₃+3H₂O,最终得到的固体为Fe₂O₃。（5）所得溶液为Fe（OH）₃胶体，FeCl₃+3H₂OFe（OH）₃（胶体）+3HCl。