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(lái)制備FeCl₃?6H₂O，該同學(xué)設(shè)計(jì)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(guò)量的稀硝酸，實(shí)驗(yàn)時(shí)打開(kāi)a，關(guān)閉b，從分液漏斗內(nèi)向A中加過(guò)量的鹽酸，此時(shí)溶液呈淺綠色，再打開(kāi)b進(jìn)行過(guò)濾，過(guò)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______．滴加鹽酸時(shí)，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______．
（2）燒杯內(nèi)放過(guò)量稀HNO₃的原因是______．發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是______．
（3）整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，彈簧夾a都必須打開(kāi)，除為排出產(chǎn)生的氣體外，另一個(gè)目的是______．
（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(lái)制得晶體的理由是______
（5）你認(rèn)為該實(shí)驗(yàn)存在的缺點(diǎn)可能有：______．

Answer 1

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(guò)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(shí)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(shí)使HCl揮發(fā)造成水解平衡右移，因此得不到FeCl₃?6H₂O；
（5）無(wú)尾氣處理裝置，用稀HNO₃氧化FeCl₂時(shí)會(huì)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(huì)污染環(huán)境；用稀HNO₃氧化FeCl₂時(shí)會(huì)有Fe（NO₃）₃生成而使制得的FeCl₃?6H₂O不純；
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(wú)尾氣處理裝置，用稀HNO₃氧化FeCl₂時(shí)會(huì)引入硝酸根離子；
點(diǎn)評(píng)：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(shí)使HCl揮發(fā)造成水解平衡右移，因此得不到FeCl₃?6H₂O．