Question

三氯化鐵是中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)室中常用的化學(xué)試劑．某同學(xué)利用廢鐵屑（含少量銅等不與鹽酸反應(yīng)的雜質(zhì)）來制備FeCl₃?6H₂O，該同學(xué)設(shè)計的實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示，其實(shí)驗(yàn)步驟如下：A中放有廢鐵屑，燒杯中盛有過量的稀硝酸，實(shí)驗(yàn)時打開a，關(guān)閉b，從分液漏斗內(nèi)向A中加過量的鹽酸，此時溶液呈淺綠色，再打開b進(jìn)行過濾，過濾結(jié)束后，取燒杯內(nèi)溶液倒入蒸發(fā)皿加熱，蒸發(fā)掉部分水并使剩余HNO₃分解，再降溫結(jié)晶得FeCl₃?6H₂O晶體．填寫下列空白：
（1）收集導(dǎo)管B處的氣體可采用的方法是

用排水法或向下排空氣法

．滴加鹽酸時，發(fā)現(xiàn)反應(yīng)速率較之鹽酸與純鐵粉反應(yīng)要快，其原因是

因廢鐵屑中含少量Cu等雜質(zhì)，形成Fe-Cu原電池使反應(yīng)速率加快

．
（2）燒杯內(nèi)放過量稀HNO₃的原因是

稀HNO₃有強(qiáng)氧化性，為保證使Fe²⁺ 全部氧化成Fe³⁺

．發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是

3 Fe²⁺+4H⁺+NO₃^-═3 Fe³⁺+NO↑+2H₂O

．
（3）整個實(shí)驗(yàn)過程中，彈簧夾a都必須打開，除為排出產(chǎn)生的氣體外，另一個目的是

與大氣相通，使分液漏斗中的酸可滴入A中

．
（4）將燒杯內(nèi)溶液用蒸發(fā)、濃縮、再降溫結(jié)晶法制得FeCl₃?6H₂O，而不用直接蒸干的方法來制得晶體的理由是

因?yàn)镕eCl₃是強(qiáng)酸弱堿鹽水解：FeCl₃+3H₂O?Fe（OH）₃+3HCl，加熱蒸干時使HCl揮發(fā)造成水解平衡右移，因此得不到FeCl₃?6H₂O

（5）你認(rèn)為該實(shí)驗(yàn)存在的缺點(diǎn)可能有：

反應(yīng)中產(chǎn)生的有害氣體會污染環(huán)境；用稀HNO₃氧化FeCl₂時會有Fe（NO₃）₃生成而使制得的FeCl₃?6H₂O不純

．

Answer 1

分析：（1）導(dǎo)管B處的氣體為氫氣；原電池使反應(yīng)速率加快；
（2）稀HNO₃有強(qiáng)氧化性，使Fe²⁺ 全部氧化成Fe³⁺；
（3）使分液漏斗中的酸可滴入A中；
（4）FeCl₃是強(qiáng)酸弱堿鹽水解；
（5）無尾氣處理裝置，用稀HNO₃氧化FeCl₂時會引入硝酸根離子；

解答：解：（1）導(dǎo)管B處的氣體為氫氣，氫氣密度比空氣小且不溶于水，可用排水法或向下排空氣法收集；Cu與鐵形成Fe-Cu原電池使反應(yīng)速率加快，
故答案為：用排水法或向下排空氣法；因廢鐵屑中含少量Cu等雜質(zhì)，形成Fe-Cu原電池使反應(yīng)速率加快；
（2）過量的稀HNO₃保證使Fe²⁺ 全部氧化成Fe³⁺；反應(yīng)的離子方程式是3Fe²⁺+4H⁺+NO₃^-═3Fe³⁺+NO↑+2H₂O，
故答案為：稀HNO₃有強(qiáng)氧化性，為保證使Fe²⁺全部氧化成Fe³⁺；3Fe²⁺+4H⁺+NO₃^-═3Fe³⁺+NO↑+2H₂O；
（3）使分液漏斗中的酸可滴入A中，故答案為：與大氣相通，使分液漏斗中的酸可滴入A中；
（4）因?yàn)镕eCl₃是強(qiáng)酸弱堿鹽水解，加熱蒸干時使HCl揮發(fā)造成水解平衡右移，因此得不到FeCl₃?6H₂O，
故答案為：因?yàn)镕eCl₃是強(qiáng)酸弱堿鹽水解：FeCl₃+3H₂O?Fe（OH）₃+3HCl，加熱蒸干時使HCl揮發(fā)造成水解平衡右移，因此得不到FeCl₃?6H₂O；
（5）無尾氣處理裝置，用稀HNO₃氧化FeCl₂時會引入硝酸根離子使制得的FeCl₃?6H₂O不純，
故答案為：反應(yīng)中產(chǎn)生的有害氣體會污染環(huán)境；用稀HNO₃氧化FeCl₂時會有Fe（NO₃）₃生成而使制得的FeCl₃?6H₂O不純；

點(diǎn)評：本題考查鐵及其化合物的性質(zhì)實(shí)驗(yàn)，難度不大，注意因?yàn)镕eCl₃是強(qiáng)酸弱堿鹽水解：FeCl₃+3H₂O?Fe（OH）₃+3HCl，加熱蒸干時使HCl揮發(fā)造成水解平衡右移，因此得不到FeCl₃?6H₂O．