01 三氯化铁（FeCl₃）溶液的简介

三氯化铁（FeCl₃）溶液，是一种很特殊的溶液。

之所以说它特殊，是因为Fe³⁺这家伙在水中的水解程度很大。生成了大量的H⁺。反应方程式如下：

所以，为了防止它的水解，在配制一定浓度的三氯化铁溶液时候，先将三氯化铁固体溶于浓HCl，转移至容量瓶，再加水稀释，最终配成三氯化铁（FeCl₃）溶液。

此时，溶液在三氯化铁（FeCl₃）浓度不大的情况下（一般小于1mol/L），呈现出的就是我们理论上的黄色。

有的同学也许会问，老师，那我把三氯化铁（FeCl₃）直接溶解在水中，配制成三氯化铁（FeCl₃）溶液，这样行不行？

倒是也可以，但是溶液的颜色很可能直接就变成了红褐色了，或者用激光笔一照，丁达尔效应很明显可以观察的到——水解程度大哇！

最后的结论就是，无论你加不加盐酸，三氯化铁（FeCl₃）溶液的pH都会很小。具体有多小？我们可以通过计算来说明，以25℃时，Ksp[Fe(OH)₃]=4.0×10^-38，可以很轻易地计算出来，0.1mol/L的Fe³⁺开始生成Fe(OH)₃沉淀的pH是1.9，完全沉淀的pH是3.2。

以下为计算过程，看得懂最好，看不懂记住结论就拉倒：

就问你酸不酸？

02 二选一的难题

在一个溶液体系中，如果Fe³⁺和H⁺同时存在，而且二者都有一定的氧化性，都可以和具有还原性的金属发生反应，此时，金属将作何选择？

举两个著名的例子，一个是铁Fe，一个是镁Mg。

大家学过必修一，应该知道的，一般默认的是铁粉加入到三氯化铁溶液中，发生了氧化还原反应，溶液颜色由黄转绿：

如果也学过选修四，应该知道，金属镁是比较活泼的金属，把它置入三氯化铁（FeCl₃）溶液中，现象是产生大量的气泡，溶液颜色由黄转褐，最后生成红褐色沉淀。

反应方程式如下：

那么问题就来了，为什么同样是金属，却在溶液里选择了不同的氧化剂？或者我们可以这么想，明明从氧化性上来说，Fe³⁺>H⁺。铁粉先选择Fe³⁺可以理解，可是镁粉为什么要先选择H⁺？

03 分析现象 得出结论

第一，我们研究一个事物，单线索的时候很少，很多时候都是多条线索同时进行，实际上，铁粉在三氯化铁（FeCl₃）溶液中也会和H⁺发生反应生成氢气，不过量少，不是主反应，就被我们忽略了；同理，镁粉在三氯化铁（FeCl₃）溶液中，也会和Fe³⁺发生氧化还原反应，生成Fe²⁺，甚至是单质铁，但反应现象被红褐色沉淀给覆盖了。

第二，这只是我的猜想。在三氯化铁（FeCl₃）溶液中，一般认为Fe³⁺的浓度比H⁺大，氧化性本来就强，加上浓度也大，咋也是Fe³⁺优先反应，为什么镁要去找H⁺反应置换出氢气？我推测，这可能与H⁺在水溶液中存在形式、迁移特点有关，比如说，H⁺在水溶液中实际上以H₃O⁺存在，Fe³⁺则以Fe(H₂O)₆³⁺存在。

第三，实践是检验真理的唯一标准，如果你想得出更为精确的结果，需要设计一个或几个实验，来证明以上的理论是否成立。当然，也需要你有更多的理论知识（如化学反应中的电极电势）。

第四，我做了几个简单的验证实验，三氯化铁（FeCl₃）溶液中，铁粉优先和Fe³⁺发生反应；铝片、锌粉、镁条优先和H⁺发生反应，生成氢气。

第五，感谢陕西师范大学美女教授高玲香老师，感谢南开大学化学系学霸陈昱同学，以及同事王彩花老师对我的耐心指导。