Question

某校化学小组学生利用下图所列装置进行“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)装置B中发生反应的化学方程式是_________________________________________。

（2）装置E中的现象是_________________________________________________。

（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：_______________________________________________。

（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FeCl₃溶液FeCl₃·6H₂O晶体

①步骤Ⅰ中通入Cl₂的作用是____________________________________________。

②步骤Ⅱ从FeCl₃稀溶液中得到FeCl₃·6H₂O晶体的主要操作包括：___________________________________________________________。

③该流程中需保持盐酸过量，主要原因是（结合离子方程式简要说明）______________________________________________________。

Answer 1

（1）3Fe+4H₂O(g)Fe₃O₄+4H₂

(2)黑色固体变红，右端管壁有水珠

（3）取少量滤液，滴入几滴KSCN溶液，观察溶液是否变红色

（4）①将Fe²⁺氧化成Fe³⁺

②加热浓缩，冷却结晶，过滤

③Fe³⁺+3H₂OFe(OH)₃+3H⁺，过量盐酸抑制FeCl₃水解

解析：装置中各部分的作用及可能发生的反应：

A.产生水蒸气，碎瓷片起防止暴沸的作用

B.水蒸气在高温下与Fe反应，3Fe+4H₂OFe₃O₄+4H₂

C.缓冲、冷却气流，使气体中的H₂O部分冷凝

D.干燥生成的H₂

E.H₂在加热条件下还原CuO，H₂+CuOCu+H₂O

Fe₃O₄溶于盐酸：Fe₃O₄+8HCl====2FeCl₃+FeCl₂+4H₂O，其中Fe³⁺能和SCN^-反应，生成血红色溶液：Fe³⁺+3SCN^-====Fe(SCN)₃。在溶液中通入Cl₂能将Fe²⁺转变成Fe³⁺：2Fe²⁺+Cl₂====2Fe³⁺+2Cl^-。