Question

【題目】某化學興趣小組學習了酸、堿、鹽的知識后，對某些鹽的性質開展了探究活動。

研究主題；探究FeCl3溶液加熱，灼燒的變化

相關信息：酒精(C2H5OH)具有還原性，加熱條件下能與Fe3O4反應；Fe和Fe3O4易被磁鐵吸引，FeO是一種黑色固體，不能被磁鐵吸引；Fe3O4能與鹽酸反應，生成鹽和水。

(1)實驗一：將大約20mL飽和FeCl3溶液在蒸發皿中加熱蒸發，沸騰后發現溶液中逐漸產生紅褐色渾濁。

①FeCl3溶液呈黃色主要是因為溶液中含有鐵離子，鐵離子符號為_______。

②加熱時，FeCl3易與水反應生成紅褐色物質和鹽酸，反應的化學方程式：________。

③由實驗啟示，FeCl3溶液通過蒸發結晶的方式______(填“能”或“不能”)獲得FeCl3固體。

(2)實驗二：將實驗一蒸發獲得的紅褐色固體轉移到坩堝中灼燒，顏色由紅褐色變為紅棕色。

①此過程發生分解反應，除生成紅棕色物質外，還生成水，反應的化學方程式：_____。

②氫氧化鎂、氫氧化銅等加熱分解也能得到對應的金屬氧化物，結合實驗，從物質類別及其溶解性推斷，通過加熱分解_____________可生成對應的金屬氧化物。

(3)實驗三：小組同學用多根玻璃棒蘸取飽和FeCl3溶液于酒精燈火焰上灼燒，隨著加熱時間的持續，在1分鐘內觀察到玻璃棒表面顏色的變化依次為：黃色、紅褐色、紅棕色、黑色。

①實驗三相對于實驗一和二，優點是______(答1點即可)

②同學們對黑色物質的成分產生了疑問。聯系酒精的可燃性、還原性等相關性質，對黑色物質的成分提出了猜想，經討論認為，可能是____________（名稱也可）和Fe3O4四種物質中的一種或幾種。

③為了確定黑色物質的成分，收集黑色物質，進行了如下實驗：

實驗步驟	實驗現象	實驗結論
取黑色粉末用磁鐵吸引，觀察現象	黑色粉末全部被磁鐵吸引	綜合實驗現象判斷，此黑色物質成分是____________
向裝有黑色粉末的試管中加入足量的鹽酸，充分反應，觀察現象	固體逐漸溶解，但無氣泡產生

(4)拓展延伸

①配制FeCl3溶液時，為防止出現紅褐色物質，可向其中滴加少量的______________（化學式也可）溶液。

②結合已學知識，從元素化合價變化的角度分析，Fe2O3發生還原反應時，反應前后鐵元素化合價一般呈_________(填“上升”或“下降”)的變化。

Answer 1

【答案】Fe3+ FeCl3+3H2O==Fe(OH)3↓+3HCl 不能 2Fe(OH)3Fe2O3+3H2O 不溶性堿或難溶性堿 操作簡便或節約能源或節省實驗時間 Fe、C、FeO（名稱也可） Fe3O4 鹽酸或稀鹽酸或濃鹽酸 下降

【解析】

(1)①FeCl3溶液呈黃色主要是因為溶液中含有鐵離子，鐵離子符號為：Fe3+。故填：Fe3+

②加熱時，FeCl3易與水反應生成紅褐色物質和鹽酸，根據復分解反應的條件可知，該沉淀為氫氧化鐵，反應的化學方程式：FeCl3+3H2O==Fe(OH)3↓+3HCl。故填：FeCl3+3H2O==Fe(OH)3↓+3HCl

③由實驗啟示，氯化鐵在加熱的情況下會水解生成氫氧化鐵，因此FeCl3溶液通過蒸發結晶的方式不能獲得FeCl3固體。故填：不能

(2)①實驗二：將實驗一蒸發獲得的紅褐色固體轉移到坩堝中灼燒，顏色由紅褐色變為紅棕色。此過程發生分解反應，除生成紅棕色物質外，還生成水，即氫氧化鐵分解后生成氧化鐵和水，其反應的化學方程式為：2Fe(OH)3Fe2O3+3H2O。故填：2Fe(OH)3Fe2O3+3H2O

②氫氧化鎂、氫氧化銅等都屬于不溶性堿或難溶性堿，加熱分解也能得到對應的金屬氧化物，結合實驗，可以從物質類別及其溶解性推斷，通過加熱分解不溶性堿或難溶性堿可生成對應的金屬氧化物。故填：不溶性堿或難溶性堿

(3)①實驗三直接取樣品在火焰上灼燒，相對于實驗一和二，操作更簡單、耗時較短、藥品用量少，環保等；故填：操作簡便或節約能源或節省實驗時間

②同學們對黑色物質的成分產生了疑問。聯系酒精的可燃性、還原性等相關性質，對黑色物質的成分提出了猜想，灼燒后的黑色固體物質中，一定含有鐵元素，可能為鐵單質、氧化亞鐵、四氧化三鐵等，又可能是酒精燈不完全燃燒產生了炭黑，因此黑色固體物質，可能是Fe、C、FeO、Fe3O4四種物質中的一種或幾種。故填：Fe、C、FeO（名稱也可）

③根據實驗現象可知，黑色粉末全部被磁鐵吸引，可能是Fe3O4和鐵，加入鹽酸后固體溶解且無氣泡，說明有Fe3O4，而沒有鐵單質，因此可得結論為：此黑色物質成分是Fe3O4。故填：Fe3O4

(4) ①配制FeCl3溶液時，為了防止FeCl3發生水解，產生紅褐色物質，可向其中滴加少量的HCl溶液，抑制水解。故填：鹽酸或稀鹽酸或濃鹽酸

②Fe2O3發生還原反應生成鐵單質時，反應前后鐵元素化合價有+3價變成了0價，化合價降低，因此Fe2O3發生還原反應時化合價一般呈下降的變化。故填：下降