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Fe^3＋的操作方法：                                             

（4）该小组利用上述滤液制取FeCl₃·6H₂O晶体，设计流程如下：滤液（步骤I）→FeCl₃溶液（步骤II）→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）3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2 （3分）

（2）黑色固体变为红色，管壁有水珠（2分）

（3）取少量滤液，滴入几滴KSCN溶液，观察溶液是否变红色（2分）

（4）①将滤液中含有的Fe2+氧化成Fe3+（3分）

②蒸发浓缩、冷却结晶、过滤（3分）

③FeCl3会发生水解反应，即3Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+，过量盐酸能抑制FeCl3的水解（3分）

【解析】

试题分析：（1）装置B中铁粉与水蒸气在高温下发生反应生成四氧化三铁和氢气，反应的化学方程式为：3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2；（2）装置B铁与水蒸气反应生成的氢气，经碱石灰干燥后进入装置E，氧化铜与氢气加热发生反应生成了铜和水，所以反应的现象为：黑色的粉末变成红色，管壁产生水珠；（3）检验Fe3＋离子的方法为：取少量滤液，滴入几滴硫氰化钾溶液，观察溶液是否变红色；（4）①步骤I中通入Cl2的作用是将Fe2+氧化成Fe3+，且产生FeCl3而不会引入杂质；②步骤II从FeCl3稀溶液中得到FeCl3·6H2O晶体，为防止水解，应有氯化氢气体的氛围中蒸发浓缩、冷却结晶、过滤，才能得到FeCl3·6H2O晶体；③由于水解产生的盐酸易挥发，故该流程中需保持盐酸过量或在氯化氢氛围中加热蒸发，否则会发生水解反应：3Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+，利用过量盐酸能抑制FeCl3的水解。

考点：考查铁及其化合物的性质实验。