Question

三氯化鐵是中學化學實驗室中不可缺少的重要試劑。某同學利用廢鐵屑（含少量銅等不與鹽酸反應的雜質）來制備FeCl₃·6H₂O，該同學設計的實驗裝置如下圖所示，A中放有廢鐵屑，燒杯中盛有過量的稀硝酸，實驗時打開a、關閉b，從分液漏斗內向A中滴加過量鹽酸，此時溶液顯淺綠色，再打開b進行過濾，過濾結束后，取燒杯內溶液倒入蒸發皿中加熱，蒸發掉部分水并除去多余的HNO₃，再降溫結晶得FeCl₃·6H₂O晶體，填寫下列空白：

（1）滴加鹽酸時，發現反應速率比鹽酸與純鐵粉的反應快，其原因是_________________。

（2）燒杯中稀HNO₃的作用是（用離子方程式表示）_______________________________。

（3）整個實驗過程中，彈簧夾a必須始終打開，其目的是___________________________。

（4）若不用降溫結晶的方法制取FeCl₃·6H₂O，而是直接將溶液蒸干，則此時得到的固體是____________（寫化學式）。

（5）把制得的FeCl₃·6H₂O適量放入水中配成濃溶液，取少量滴入沸水中，可以得到一種紅褐色的透明的分散系。寫出有關的化學方程式：____________________________________。

Answer 1

（1）因為廢鐵屑中含有銅，形成了Cu—Fe原電池，加快了反應速率 

（2）3Fe²⁺++4H⁺====3Fe³⁺+NO↑+2H₂O 

（3）導出氣體，使分液漏斗中液體能順利流下 

（4）Fe₂O₃ 

（5）FeCl₃+3H₂O Fe（OH）₃（膠體）+3HCl 

解析：（1）廢鐵屑含有Cu，形成了原電池，所以反應速率快。（2）Fe與HCl反應只得FeCl₂，欲得FeCl₃·6H₂O尚需將Fe²⁺氧化為Fe³⁺，由此考慮，可知HNO₃用于氧化Fe²⁺為Fe³⁺，3Fe²⁺++4H⁺====3Fe³⁺+NO↑+2H₂O。（3）設想打開a和不打開a的情境并對比，可知a始終打開的目的是導出氣體，并使分液漏斗內的鹽酸能順利流下。（4）直接將溶液蒸干時，FeCl₃+3H₂OFe（OH）₃↓+3HCl↑，2Fe(OH)₃Fe₂O₃+3H₂O,最終得到的固體為Fe₂O₃。（5）所得溶液為Fe（OH）₃膠體，FeCl₃+3H₂OFe（OH）₃（膠體）+3HCl。