细微之处显本真

王海富

摘要：探究FeCl3水解平衡移動实验中，对反应物溶解的现象，以及生成物浓度增大时不同平衡之间竞争的探究。

关键词：水解平衡，FeCl3晶体，浓盐酸，黄色，棕黄色

文章编号：1008-0546（2022）04-0093-01

中图分类号：G632.41

文献标识码：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2022.04.021

人教版选择性必修1《化学反应原理》73页[探究]反应条件对FeCl3水解平衡的影响[1]。根据教材提供的实验用品，向0.01mol/LFeCl3溶液中加入少量FeCl3晶体，以期增大氯化铁的浓度，水解平衡向正反应方向移动，溶液的颜色加深;向0.01mol/LFeCl3溶液中加入少量浓盐酸，以期增大氯化氢的浓度，水解平衡向逆反应方向移动，溶液的颜色变浅。

关于本实验，笔者有两点实践体会和各位同仁交流分享，欢迎大家批评指正。

1.常温下，将FeCl3晶体溶解在pH=2左右的0.01mol/LFeCl3溶液或pH=7的蒸馏水中是否会形成悬浊液？

不少老师凭自身经验会产生这样的疑问，根据Ksp[Fe（OH）3]=2.8×10-39，0.1mol/LFeCl3溶液中Fe3+开始沉淀和沉淀完全时溶液的pH分别为1.87、3.2。常温下，将FeCl3晶体溶解在pH=2左右的0.01mol/LFeCl3或pH=7的蒸馏水中应该形成悬浊液。事实是否如此呢？

笔者将FeCl3晶体溶解在0.01mol/LFeCl3溶液或蒸馏水中，均得到了棕黄色液体，且具有丁达尔效应。说明FeCl3晶体溶于0.01mol/LFeCl3溶液或蒸馏水均没有得到淡紫色的[Fe（H2O）6]3+，而是逐渐水解生成棕黄色的[Fe（OH）（H2O）5]2+及二聚体[Fe2（OH）2（H2O）8]4+;随着pH升高，生成棕色的β-FeO（OH）胶体;随着pH继续升高，溶液由黄棕色逐渐变为红棕色，最后析出红棕色的胶状Fe（OH）（3或Fe2O3·nH2O）沉淀[2]。

人教版必修第一册8页[实验1-1]向沸水中逐滴加入5～6滴FeCl3饱和溶液，继续加热至液体成红褐色，停止加热，得=到Fe（OH）3胶体[3];如果持续加热则得到Fe（OH）（3或Fe2O3·nH2O）的悬浊液。

FeCl3+3H2O△Fe（OH）（3胶体）+3H+

因为持续加热有利于胶体的聚沉，以及持续加热及氢离子浓度减小均促进水解，说明只有在更高的温度或pH下，最终才生成Fe2O3·nH2O。而常温下FeCl3晶体充分溶解在蒸馏水中，溶液的pH可以达到1左右，该情况下难以形成悬浊液。实验室中配制FeCl3溶液时经常加入一些盐酸，主要考虑FeCl3溶液久置，盐酸挥发，pH变大，会形成悬浊液。不少老师基于这样的经验和认识，误以为本实验中FeCl3晶体溶解在0.01mol/LFeCl3或蒸馏水中也会形成悬浊液。

实际上，向0.01mol/LFeCl3溶液中加入少量FeCl3晶体，增大了氯化铁的浓度，水解平衡向正反应方向移动，溶液的颜色加深，与教材设计的初衷一致，可以达到理想的实验效果。

2.向棕黄色FeCl3溶液中滴入浓盐酸的量不同，溶液的颜色为什么会发生变化？

不少老师根据自己的经验，根据FeCl3水解方程式：Fe3++3H2OFe（OH）3+3H+，氢离子浓度增大，平衡左移，铁离子浓度增大，颜色变浅。而事实上，笔者向棕黄色FeCl3溶液中滴入2-3滴浓盐酸，瞬间变黄色，颜色变浅;当继续滴入浓盐酸时，黄色液体又变成了棕黄色。这是为什么呢？

在盐酸中，Fe3+与氯离子形成黄色的[FeCl4]-及[FeCl（4H2O）2]-配离子，易溶于水的黄色FeCl3·6H2O，实际上是一种配位化合物[Fe（H2O）4Cl2]Cl·2H2O，其中的配位单元具有反式结构。FeCl3在水溶液中随着氯离子浓度的不同，可能以[FeC（lH2O）5]2+，[FeCl（2H2O）4]+，[FeCl（4H2O）2]-等形式存在[4]。

[FeC（lH2O）5]2++Cl-[FeCl（2H2O）4]++H2O

[FeCl（2H2O）4]++2Cl-[FeCl（4H2O）2]-+2H2O

笔者向棕黄色FeCl3溶液中滴入2-3滴6mol/L硫酸，液体变黄色;随着硫酸的加入，液体没有出现棕黄色。由此可见，随着浓盐酸量的增多，氯离子浓度增大，上述络合平衡与FeCl3水解平衡之间可能形成竞争，从而导致液体颜色的变化。建议教材在本实验中尽可能回避盐酸，减少氯离子的竞争反应对本实验的干扰，应选择更为理想的试剂。

中学课本上貌似简单的一个实验，里面却包含了较多的、复杂的道理或原理。如果教师仅仅限于简单的操作或者完成教学任务，而忽视细微之处的变化，那就失去了一次自我思考和成长的机会。化学实验特别强调教师的动手和实践，现象反常一定事出有因。教师只有积极探究其中的“因”，知晓其中的“真”，才能不断地向学生传授求是的教学本真，这也是新课程、新教材、新高考形势下的教学评一体化育人的关键。

参考文献

[1]王晶，郑长龙.普通高中教科书（必修1）[M].北京：人民教育出版社，2020：8.

[2]王晶，郑长龙.普通高中教科书·化学反应原理（选择性必修1）[M].北京：人民教育出版社，2020：73.

[3]北京师范大学，华中师范大学，南京师范大学无机化学教研室.无机化学（下册第四版）[M].北京：高等教育出版社，2007：770.

[4]宋天佑等.无机化学（下册第一版）[M].北京：高等教育出版社，2012：641.