在FeCl₃溶液中，Fe³⁺发生水解生成Fe（OH）₃：FeCl₃+3H₂O⇌Fe（OH）₃+3HCl，由于加热蒸发，使HCl挥发，破坏平衡，使平衡不断向右移动，结果生成Fe（OH）₃，又由于灼热发生2Fe（OH）₃

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Fe₂O₃+3H₂O，使Fe（OH）₃分解生成Fe₂O₃，
故选：D．