Question

某校化學(xué)小組學(xué)生利用如圖所列裝置進(jìn)行“鐵與水反應(yīng)”的實(shí)驗(yàn)，并利用產(chǎn)物進(jìn)一步制取FeCl₃?6H₂O晶體．（圖中夾持及尾氣處理裝置均已略去）

（1）裝置B中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是

 

．
（2）裝置E中的現(xiàn)象是

 

．
（3）停止反應(yīng)，待B管冷卻后，取其中的固體，加入過(guò)量稀鹽酸充分反應(yīng)，過(guò)濾．
簡(jiǎn)述檢驗(yàn)濾液中Fe³⁺的操作方法

 

．
（4）該小組學(xué)生利用上述濾液制取FeCl₃?6H₂O晶體，設(shè)計(jì)流程如下：

①步驟I中通入Cl₂的作用是

 

．
②步驟II從FeCl₃稀溶液中得到FeCl₃?6H₂O晶體的主要操作包括：

 

．
③該流程中需保持鹽酸過(guò)量，主要原因是（結(jié)合離子方程式簡(jiǎn)要說(shuō)明）

 

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Answer 1

考點(diǎn)：性質(zhì)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì),制備實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)

專題：實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題

分析：（1）鐵與水蒸氣高溫下反應(yīng)生成四氧化三鐵和氫氣，據(jù)此寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式；
（2）裝置E中紅色的氧化鐵被氫氣還原成黑色的鐵，同時(shí)有水珠生成；                               
（3）根據(jù)三價(jià)鐵的檢驗(yàn)方法加KSCN溶液，觀察是否變紅；
（4）①根據(jù)流程結(jié)合氯氣的強(qiáng)氧化性分析氯氣的作用；
②由FeCl₃稀溶液中得到FeCl₃?6H₂O晶體需加熱濃縮、冷卻晶體，過(guò)濾；
③由于鐵離子易水解，應(yīng)在酸溶液中加熱濃縮，主要是抑制三價(jià)鐵的水解．

解答： 解：（1）裝置B中鐵粉與水蒸氣在高溫下發(fā)生反應(yīng)生成四氧化三鐵和氫氣，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：3Fe+4H₂O

高溫  .

Fe₃O₄+H₂，
故答案為：3Fe+4H₂O

高溫  .

Fe₃O₄+H₂；
（2）裝置B鐵與水蒸氣反應(yīng)生成的氫氣，經(jīng)堿石灰干燥后加入裝置E，氧化銅與氫氣加熱發(fā)生反應(yīng)生成了銅和水，所以反應(yīng)的現(xiàn)象為：黑色的粉末變成紫紅色，管壁產(chǎn)生水珠，故答案為：黑色的粉末變成紫紅色，管壁產(chǎn)生水珠；
（3）檢驗(yàn)三價(jià)鐵用KSCN溶液，觀察是否變紅，故答案為：取少量濾液，滴入幾滴KSCN溶液，觀察溶液是否變紅色；
（4）①因?yàn)槁葰饩哂袕?qiáng)氧化性，所以能將二價(jià)鐵離子氧化為三價(jià)鐵離子，故答案為：將Fe²⁺氧化成Fe³⁺；
②由FeCl₃稀溶液中得到FeCl₃?6H₂O晶體需加熱濃縮、冷卻結(jié)晶、過(guò)濾，故答案為：加熱濃縮、冷卻結(jié)晶、過(guò)濾；
③由于鐵離子易水解，水解方程式為：Fe³⁺+3H₂O Fe（OH）₃+3H⁺，所以應(yīng)在酸溶液中加熱濃縮，主要是抑制三價(jià)鐵的水解，故保持鹽酸過(guò)量，
故答案為：Fe³⁺+3H₂O Fe（OH）₃+3H⁺，過(guò)量鹽酸抑制FeCl₃水解．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了鐵及其化合物的性質(zhì)實(shí)驗(yàn)，題目難度不大，注意掌握鐵與水蒸氣反應(yīng)原理，試題側(cè)重對(duì)學(xué)生能力的培養(yǎng)和訓(xùn)練，有利于培養(yǎng)學(xué)生規(guī)范嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶?shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、操作能力．