Question

【题目】某化学兴趣小组学习了酸、碱、盐的知识后，对某些盐的性质开展了探究活动。

研究主题；探究FeCl3溶液加热，灼烧的变化

相关信息：酒精(C2H5OH)具有还原性，加热条件下能与Fe3O4反应；Fe和Fe3O4易被磁铁吸引，FeO是一种黑色固体，不能被磁铁吸引；Fe3O4能与盐酸反应，生成盐和水。

(1)实验一：将大约20mL饱和FeCl3溶液在蒸发皿中加热蒸发，沸腾后发现溶液中逐渐产生红褐色浑浊。

①FeCl3溶液呈黄色主要是因为溶液中含有铁离子，铁离子符号为_______。

②加热时，FeCl3易与水反应生成红褐色物质和盐酸，反应的化学方程式：________。

③由实验启示，FeCl3溶液通过蒸发结晶的方式______(填“能”或“不能”)获得FeCl3固体。

(2)实验二：将实验一蒸发获得的红褐色固体转移到坩埚中灼烧，颜色由红褐色变为红棕色。

①此过程发生分解反应，除生成红棕色物质外，还生成水，反应的化学方程式：_____。

②氢氧化镁、氢氧化铜等加热分解也能得到对应的金属氧化物，结合实验，从物质类别及其溶解性推断，通过加热分解_____________可生成对应的金属氧化物。

(3)实验三：小组同学用多根玻璃棒蘸取饱和FeCl3溶液于酒精灯火焰上灼烧，随着加热时间的持续，在1分钟内观察到玻璃棒表面颜色的变化依次为：黄色、红褐色、红棕色、黑色。

①实验三相对于实验一和二，优点是______(答1点即可)

②同学们对黑色物质的成分产生了疑问。联系酒精的可燃性、还原性等相关性质，对黑色物质的成分提出了猜想，经讨论认为，可能是____________（名称也可）和Fe3O4四种物质中的一种或几种。

③为了确定黑色物质的成分，收集黑色物质，进行了如下实验：

实验步骤	实验现象	实验结论
取黑色粉末用磁铁吸引，观察现象	黑色粉末全部被磁铁吸引	综合实验现象判断，此黑色物质成分是____________
向装有黑色粉末的试管中加入足量的盐酸，充分反应，观察现象	固体逐渐溶解，但无气泡产生

(4)拓展延伸

①配制FeCl3溶液时，为防止出现红褐色物质，可向其中滴加少量的______________（化学式也可）溶液。

②结合已学知识，从元素化合价变化的角度分析，Fe2O3发生还原反应时，反应前后铁元素化合价一般呈_________(填“上升”或“下降”)的变化。

Answer 1

【答案】Fe3+ FeCl3+3H2O==Fe(OH)3↓+3HCl 不能 2Fe(OH)3Fe2O3+3H2O 不溶性碱或难溶性碱 操作简便或节约能源或节省实验时间 Fe、C、FeO（名称也可） Fe3O4 盐酸或稀盐酸或浓盐酸 下降

【解析】

(1)①FeCl3溶液呈黄色主要是因为溶液中含有铁离子，铁离子符号为：Fe3+。故填：Fe3+

②加热时，FeCl3易与水反应生成红褐色物质和盐酸，根据复分解反应的条件可知，该沉淀为氢氧化铁，反应的化学方程式：FeCl3+3H2O==Fe(OH)3↓+3HCl。故填：FeCl3+3H2O==Fe(OH)3↓+3HCl

③由实验启示，氯化铁在加热的情况下会水解生成氢氧化铁，因此FeCl3溶液通过蒸发结晶的方式不能获得FeCl3固体。故填：不能

(2)①实验二：将实验一蒸发获得的红褐色固体转移到坩埚中灼烧，颜色由红褐色变为红棕色。此过程发生分解反应，除生成红棕色物质外，还生成水，即氢氧化铁分解后生成氧化铁和水，其反应的化学方程式为：2Fe(OH)3Fe2O3+3H2O。故填：2Fe(OH)3Fe2O3+3H2O

②氢氧化镁、氢氧化铜等都属于不溶性碱或难溶性碱，加热分解也能得到对应的金属氧化物，结合实验，可以从物质类别及其溶解性推断，通过加热分解不溶性碱或难溶性碱可生成对应的金属氧化物。故填：不溶性碱或难溶性碱

(3)①实验三直接取样品在火焰上灼烧，相对于实验一和二，操作更简单、耗时较短、药品用量少，环保等；故填：操作简便或节约能源或节省实验时间

②同学们对黑色物质的成分产生了疑问。联系酒精的可燃性、还原性等相关性质，对黑色物质的成分提出了猜想，灼烧后的黑色固体物质中，一定含有铁元素，可能为铁单质、氧化亚铁、四氧化三铁等，又可能是酒精灯不完全燃烧产生了炭黑，因此黑色固体物质，可能是Fe、C、FeO、Fe3O4四种物质中的一种或几种。故填：Fe、C、FeO（名称也可）

③根据实验现象可知，黑色粉末全部被磁铁吸引，可能是Fe3O4和铁，加入盐酸后固体溶解且无气泡，说明有Fe3O4，而没有铁单质，因此可得结论为：此黑色物质成分是Fe3O4。故填：Fe3O4

(4) ①配制FeCl3溶液时，为了防止FeCl3发生水解，产生红褐色物质，可向其中滴加少量的HCl溶液，抑制水解。故填：盐酸或稀盐酸或浓盐酸

②Fe2O3发生还原反应生成铁单质时，反应前后铁元素化合价有+3价变成了0价，化合价降低，因此Fe2O3发生还原反应时化合价一般呈下降的变化。故填：下降