化学 教学素材：三氯化铁溶液的水解及应用

三氯化铁溶液的水解及应用 一、基本原理： ? FeCl3属于强酸弱碱盐，溶于水后Fe3+发生水解，使溶液显酸性。 FeCl3+3H2OFe(OH)3+3HCl，离子方程式为Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+。实验测得，FeCl3的水解程度较大，在加热或稀释条件下，水解平衡正向移动，如果加入电解质会影响到溶液中H+浓度，也会影响FeCl3的水解程度。FeCl3溶液的水解以及水解平衡的移动在实际中有很多应用，是高考的热点之一。 ?二、应用典例 ?（一）抑制FeCl3水解 ?1、实验室如何配制FeCl3溶液？ ?为了抑制FeCl3水解，将FeCl3固体溶于较浓的盐酸中，然后用蒸馏水稀释至所需要的浓度。 ?2、加热FeCl3溶液能得到无水FeCl3固体吗？如何得到无水FeCl3固体？ ?FeCl3溶液中存在FeCl3的水解平衡，加热促进其水解，又由于生成的氯化氢气体不断挥发，使水解趋于完全，生成的Fe(OH)3在灼烧时发生分解反应2Fe(OH)3 Fe2O3十3H2O，最终得到的是Fe2O3，而得不到无水FeCl3固体。 ?要想得到无水FeCl3固体，需要抑制FeCl3水解，可以将FeCl3溶液在HCl气流中蒸干。 ?（二）促进FeCl3水解 ?3、如何配制Fe(OH)3胶体？ ?将12 mL饱和FeCl3溶液滴入20 mL沸水中，继续加热至红褐色为止。化学方程式： 4、如何除去MgCl2溶液中少量的FeCl3？ ?可以利用FeCl3的水解反应，向溶液中加入氧化镁、碳酸镁等，消耗FeCl3水解产生的HCl，促进FeCl3水解，生成MgCl2，这样既不引入新的杂质，又能将FeCl3转化为Fe(OH)3沉淀除去。 ?5、实验中手不慎被玻璃划破，FeCl3溶液为何能够应急止血？ ?血液是一种胶体，其中的血液胶体微粒带负电荷，遇到FeCl3溶液(溶液中含有带正电荷的Fe(OH)3胶粒)将其电荷中和掉，使血液胶体发生聚沉，从而起到止血的作用。 ? ? 三、链接高考 ?铁及铁的化合物应用广泛，如FeCl3可用作催化剂、印刷电路铜板腐蚀剂和外伤止血剂等。（1）写出FeCl3溶液腐蚀印刷电路铜板的离子方程式_____。 ?（2）若将（1）中的反应设计成原电池，请画出原电池的装置图，标出正、负极，并写出电极反应式。正极反应_____，负极反应_____。 ?（3）腐蚀铜板后的混合溶液中，若Cu2+、Fe3+和Fe2+的浓度均为0.10 mol·Ｌ-1，请参照下表给出的数据和药品，简述除去CuCl2溶液中Fe3+和Fe2+ 的实验步骤：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ? ? 氢氧化物开始沉淀时的pH 氢氧化物沉淀完全时的pH Fe3+ Fe2+ Cu2+ 1.9 7.0 4.7 3.2 9.0 6.7 提供的药品：Cl2　　浓H2SO4　　NaOH溶液　　CuO　　　Cu ?（4）某科研人员发现劣质不锈钢在酸中腐蚀缓慢，但在某些盐溶液中腐蚀现象明显。请从上表提供的药品中选择两种（水可任选），设计最佳实验，验证劣质不锈钢易被腐蚀。有关反应的化学方程式　　　　　　　、　　　　　　　　劣质不锈钢腐蚀的实验现象：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 解析：本题第三问涉及应用FeCl3水解的知识除杂的问题，欲一起除去CuCl2溶液中Fe3+和Fe2+，应该首先将Fe2+氧化为Fe3+，然后加入氧化铜调节溶液的pH，氧化铜与Fe3+水解生成的H+反应，促进Fe3+水解平衡正向移动生成Fe(OH)3沉淀而除去。 ? 参考答案： ? （1）2Fe3+＋Cu＝2Fe2+＋Cu2+?????????? ?（2）装置图：（见图）正极反应：2Fe3+＋2e－＝2Fe2+ ?负极反应：Cu－2e-＝Cu2+ ?（3）①通入足量氯气将Fe2+氧化成Fe3+；②加入CuO调节????? 溶液的pH至3.2～4.7；③过滤[除去Fe(OH)3] ?（4）CuO＋H2SO4＝CuSO4＋H2O?? CuSO4＋Fe＝FeSO4＋Cu，不锈钢表面有紫红色物质生成。 ?四、跟踪练习： ?1、在水中滴入少量的FeCl3饱和溶液，为促铁离子的水解，不应采取的措施是（? ）。 ?A.增加铁离子的浓度 ?B.升温? C.稀释 ??D.加入碳酸镁 ?2、将饱和FeCl3溶液分别滴入下述液体中，能形成胶体的 ... ...