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