Question

某校化學小組同學利用下圖所列裝置進行“鐵與水反應”的實驗，并利用產物進一步制取FeCl₃?6H₂O晶體。（圖中夾持及尾氣處理裝置均已略去）

（1）裝置B中發生反應的化學方程式是_________。
（2）裝置E中的現象是_______________________。
（3）停止反應，待B管冷卻后，取其中的固體，加入過量稀鹽酸充分反應，過濾。簡述檢驗濾液中Fe³⁺的操作方法：______________________________________。
（4）該小組同學利用上述濾液制取FeCl₃?6H₂O晶體，設計流程如下：
濾液FeCl₃溶液FeCl₃?6H₂O晶體
①步驟Ⅰ中通入Cl₂的作用是_________________。
②步驟Ⅱ從FeCl₃稀溶液中得到FeCl₃?6H₂O晶體的主要操作包括：________________________________。
③該流程中需保持鹽酸過量，主要原因是（結合離子方程式簡要說明）____________________________。

Answer 1

（1）3Fe+4H₂O（g）Fe₃O₄+4H₂↑
（2）黑色固體變紅，右端管壁有水珠
（3）取少量濾液，滴入幾滴KSCN溶液，觀察溶液是否變紅色
（4）①將Fe²⁺氧化成Fe³⁺ ②加熱濃縮、冷卻結晶、過濾 ③Fe³⁺+3H₂OFe（OH）₃+3H⁺，過量鹽酸抑制FeCl₃水解
【試題分析】

解析：該題是在課本演示實驗的基礎上進行改進的實驗題，命題的目的是引導同學們在平時復習過程中強化課本實驗，重視課本中的學生實驗和演示實驗。本題的考查重點是鐵在高溫下與水作用、Fe²⁺的還原性、Fe³⁺的檢驗方法和水解反應，檢測了同學們的基本操作能力、觀察能力和思維能力。具體解析如下：（1）裝置B中發生的是還原鐵粉在高溫下與水蒸氣的反應，生成氫氣和Fe₃O₄。（2）進入裝置C中的是水蒸氣和氫氣的混合氣體，通過裝置D中堿石灰干燥后，進入裝置E中的是氫氣，它和氧化銅反應生成銅和水，所以在E中可以看到黑色固體變紅，管壁上有水珠出現。（3）檢驗Fe³⁺的方法很多，最簡單、現象最明顯的是加入KSCN溶液。（4）停止反應，待B管冷卻后，其中固體物質是Fe₃O₄，與過量鹽酸作用，溶液中含Fe²⁺和Fe³⁺，通入Cl2的目的很明確，是把Fe²⁺氧化成Fe³⁺。從FeCl₃溶液中得到晶體的主要操作包括加熱濃縮、冷卻結晶、過濾。FeCl₃是強酸弱堿鹽，保持鹽酸過量可以抑制FeCl₃的水解。