Question

3．有學(xué)生在實驗室中向盛有10mL飽和氯化鐵溶液的試管里投入足量鋁片，觀察到如下現(xiàn)象：
①黃色溶液很快變成紅褐色，過一會兒溶液中有紅褐色沉淀生成．
②鋁片表面立刻有少量黑色物質(zhì)析出，黑色物質(zhì)能被磁鐵吸起．
③混合液溫度升高甚至發(fā)燙，產(chǎn)生無色氣泡，且產(chǎn)生氣泡速率明顯加快，鋁片上下翻滾．
（1）產(chǎn)生的紅褐色沉淀是Fe（OH）₃，無色氣泡的成分是H₂．
（2）生成紅褐色沉淀的原因是Fe³⁺+3H₂O?Fe（OH）₃+3H⁺和2Al+6H⁺=2Al³⁺+3H₂↑，鋁消耗氫離子平衡右移生成氫氧化鐵沉淀．
（3）寫出生成氣泡速率明顯加快的兩個原因反應(yīng)放熱，使溶液溫度升高，反應(yīng)速率加快、Fe-Al形成原電池，反應(yīng)速率加快．

Answer 1

分析 （1）氯化鐵為強(qiáng)酸弱堿鹽，水解呈酸性，鋁為活潑金屬，鋁和酸性溶液中氫離子反應(yīng)，促進(jìn)鐵離子水解形成紅褐色Fe（OH）₃沉淀；
（2）根據(jù)鹽的類型判斷溶液的酸堿性，根據(jù)金屬的活潑性判斷產(chǎn)生無色氣泡是氫氣，是鋁和酸性溶液中氫離子反應(yīng)產(chǎn)物；
（3）根據(jù)化學(xué)反應(yīng)與反應(yīng)熱的關(guān)系及原電池的構(gòu)成條件分析．

解答 解：（1）氯化鐵為強(qiáng)酸弱堿鹽，弱堿離子水解顯酸性，F(xiàn)e³⁺+3H₂O?Fe（OH）₃+3H⁺，投入足量鋁片，2Al+6H⁺=2Al³⁺+3H₂↑，促進(jìn)Fe³⁺水解，水解平衡右移，過一會兒溶液中有紅褐色沉淀生成，
故答案為：Fe（OH）₃；H₂；
（2）氯化鐵為強(qiáng)酸弱堿鹽，水解：Fe³⁺+3H₂O?Fe（OH）₃+3H⁺，鋁為活潑金屬，和酸反應(yīng)：2Al+6H⁺=2Al³⁺+3H₂↑，
故答案為：Fe³⁺+3H₂O?Fe（OH）₃+3H⁺ 和 2Al+6H⁺=2Al³⁺+3H₂↑，鋁消耗氫離子平衡右移生成氫氧化鐵沉淀；
（3）FeCl₃是強(qiáng)酸弱堿鹽，F(xiàn)eCl₃水解使水溶液呈酸性，酸與金屬鋁的反應(yīng)是放熱反應(yīng)，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，溶液的溫度越來越高，溫度越高，反應(yīng)速率越大；鋁能置換呈FeCl₃中的Fe，F(xiàn)e附著在鋁表面，具備構(gòu)成原電池的條件，所以形成了原電池，使反應(yīng)速率加快，
故答案為：反應(yīng)放熱，使溶液溫度升高，反應(yīng)速率加快；Fe-Al形成原電池，反應(yīng)速率加快．

點評 本題考查了鹽類水解、原電池工作原理、化學(xué)反應(yīng)與反應(yīng)熱的關(guān)系等知識點，知識點較多，屬于綜合題；通過本題可得：在金屬的置換反應(yīng)中，除了發(fā)生金屬的置換反應(yīng)外還有原電池反應(yīng)、鹽類的水解反應(yīng)、金屬和酸的反應(yīng)等，情況較復(fù)雜，做習(xí)題時可根據(jù)實驗現(xiàn)象分析判斷發(fā)生的反應(yīng)，題目難度中等．