Question

三氯化鐵是中學化學實驗室中常用的化學試劑。同學們利用廢鐵屑（含少量銅雜質）來探究制備FeCl₃·6H₂O的方法，同學甲設計的實驗裝置如圖所示，其實驗步驟如下：A中放有廢鐵屑，燒杯中盛有過量的稀硝酸，實驗時打開a，關閉b，用分液漏斗向A中加過量的鹽酸，此時溶液呈淺綠色，再打開b進行過濾，過濾結束后，取燒杯內溶液倒入蒸發皿加熱，蒸發掉部分水并使剩余HNO₃分解，再降溫結晶得FeCl₃·6H₂O晶體。填寫下列空白：

（1）滴加鹽酸時，發現反應速率較之鹽酸與純鐵粉反應要快，其原因是__________________________________________________________________。

（2）燒杯內放過量稀HNO₃的原因是_______________________________________________，

發生反應的離子方程式是________________________________________________。

（3）整個實驗過程中，彈簧夾a都必須打開，除為排出產生的氣體外，另一個目的是________

____________________________________________________________________。

（4）利用這個裝置進行實驗，你認為該實驗存在的缺點可能有：

__________________________，__________________________。（寫兩條即可）

（5）乙同學對該實驗進行了改進，他是用空燒杯承接濾液，加入適當的試劑，然后在HCl的氣流中、一定溫度下蒸發、濃縮、降溫結晶而得到純凈的FeCl₃·6H₂O，你認為加入的試劑可以是_____________。（填序號）①適量氯氣  ②適量過氧化氫和稀鹽酸  ③高錳酸鉀酸性溶液  ④氫氧化鈉溶液

在HCl的氣流中、一定溫度下蒸發、濃縮、降溫結晶的理由是__________________________

_____________________________________________________________________。

Answer 1

（1）廢鐵屑中含少量Cu雜質，放入酸中形成原電池，使反應速率加快

（2）稀HNO₃有強氧化性，為保證使Fe²⁺全部氧化成Fe³⁺

3Fe²⁺+4H⁺+====3Fe³⁺+NO↑+2H₂O

（3）與大氣相通，使分液漏斗中的酸以及A中的液體能順利流下

（4）反應中產生的有害氣體會污染環境  用稀HNO₃氧化FeCl₂時會有Fe(NO₃)₃生成而使制得的FeCl₃·6H₂O不純（其他合理答案也可）

（5）①②  因為FeCl₃+3H₂OFe(OH)₃+3HCl，加熱蒸發時HCl揮發造成水解平衡向正反應方向移動，生成Fe(OH)₃，在HCl氣流中蒸發可以抑制水解而得到FeCl₃·6H₂O

解析：

（5）分析：一是必須加入氧化劑，二是氧化劑的還原產物除H、Cl、O、Fe外不能引入其他元素，所以是①②；