细微之处显本真
——《反应条件对 FeCl
3
水解平衡影响》的探究
王海富
南京市金陵中学，江苏南京 210005
摘要：探究 FeCl
3
水解平衡移动实验中，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，FeCl
3
晶体，浓盐酸，黄色，棕黄色
人教版选择性必修 1《化学反应原理》 P73【探究】反应条件对 FeCl
3
水解平衡的影响。
根据教材提供的实验用品，向 0.01mol/LFeCl
3
溶液中加入少量 FeCl
3
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/LFeCl
3
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，溶液的颜色加浅。
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 FeCl
3
晶体溶解在 pH=2 左右的 0 .01mol/LFeCl
3
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 K
sp
[Fe(OH)
3
]=2.8◊10
-39
，0.1mol/L FeCl
3
溶液中 Fe
3+
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 FeCl
3
晶体溶解
在 pH=2 左右的 0.01mol/LFeCl
3
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 FeCl
3
晶体溶解在 0.01mol/LFeCl
3
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 FeCl
3
晶体溶于 0.01mol/LFeCl
3
溶液或蒸馏水均没有得到淡紫色的
[Fe(H
2
O)
6
]
3+
，而是逐渐水解生成棕黄色的[Fe(OH)(H
2
O)
5
]
2+
及二聚体[Fe
2
(OH)
2
(H
2
O)
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 Fe
2
O
3
•nH
2
O）沉淀。
[Fe(H
2
O)
6
]
3+
[Fe(OH)(H
2
O)
5
]
2+
+H
+
2[Fe(H
2
O)
6
]
3+
[Fe
2
(OH)
2
(H
2
O)
8
]
4+
+2H
+
+2H
2
O
[Fe(H
2
O)
6
]
3+
β-FeO(OH) (胶体)+3H
+
+4H
2
O
人教版必修第一册 P8【实验 1-1】向沸水中逐滴加入 5~6 滴 FeCl
3
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；如果持续加热则得到 Fe(OH)
3
（或
Fe
2
O
3
•nH
2
O）的悬浊液。
FeCl
3
+3H
2
O==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 Fe
2
O
3
•nH
2
O。而常温下 FeCl
3
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 FeCl
3
溶液时
经常加入一些盐酸，主要考虑 FeCl
3
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 FeCl
3
晶体溶解在 0.01mol/LFeCl
3
或蒸馏水中
也会形成悬浊液。
实际上，向 0.01mol/LFeCl
3
溶液中加入少量 FeCl
3
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 FeCl
3
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 FeCl
3
水解方程式：Fe
3+
+3H
2
O Fe(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 FeCl
3
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，Fe
3+
与氯离子形成黄色的[FeCl
4
]
-
及[FeCl
4
(H
2
O)
2
]
-
配离子，易溶于水的黄色
FeCl
3
•6H
2
O，实际上是一种配位化合物[Fe(H
2
O)
4
Cl
2
]Cl•2H
2
O，其中的配位单元具有反式结
构。FeCl
3
在水溶液中随着氯离子浓度的不同，可 能以 [FeCl(H
2
O)
5
]
2+
，[FeCl
2
(H
2
O)
4
]
+
，
[FeCl
4
(H
2
O)
2
]
-
等形式存在。
[FeCl(H
2
O)
5
]
2+
+Cl
-
[FeCl
2
(H
2
O)
4
]
+
+H
2
O
FeCl
2
(H
2
O)
4
]
+
+2Cl
-
[FeCl
4
(H
2
O)
2
]
-
+2H
2
O
笔者向棕黄色 FeCl
3
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 FeCl
3
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”，才能不断的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]无机化学（下册第四版）[M].高等教育出版社，2007:770.
[4]宋天佑等，无机化学（下册第一版）[M].高等教育出版社，2012:641.
