Question

【題目】某化學(xué)興趣小組設(shè)計(jì)如下實(shí)驗(yàn)探究FeCl3溶液的相關(guān)性質(zhì)。

相關(guān)信息：Fe和Fe3O4，易被磁鐵吸引，FeO是一種黑色固體，不能被磁鐵吸引；Fe3O4能與鹽酸反應(yīng)，生成鹽和水。FeCl3具有氧化性，與單質(zhì)鐵等物質(zhì)化合時(shí)鐵元素化合價(jià)會(huì)降低。

（1）實(shí)驗(yàn)一：將飽和FeCl3溶液在蒸發(fā)皿中加熱至沸騰后，發(fā)現(xiàn)逐漸產(chǎn)生紅褐色沉淀，加熱時(shí)，FeCl3，易與水反應(yīng)生成紅褐色固體物質(zhì)和鹽酸，紅色固體的化學(xué)式是_______________。

（2）實(shí)驗(yàn)二：將實(shí)驗(yàn)一蒸發(fā)獲得的紅色固體灼燒，顏色由紅色變?yōu)榧t棕色。該反應(yīng)的化學(xué)方程式是__________。

①氫氧化鎂，氫氧化銅等物質(zhì)加熱也能分解得到對應(yīng)的金屬氧化物，而氫氧化鈉、氫氧化鈣等物質(zhì)則無此性質(zhì)。結(jié)合實(shí)驗(yàn)，從物質(zhì)類別及其溶解性推斷，通過加熱分解___________可生成對應(yīng)的金屬氧化物。

②將氫氧化鎂和銅粉混合物充分加熱，得到的固體物質(zhì)與原混合物質(zhì)量相同，請問，氫氧化鎂和銅粉的質(zhì)量比為________。

（3）實(shí)驗(yàn)三：小組同學(xué)用多根玻璃棒蘸取飽和FeCl3溶液于酒精燈火焰上灼燒，在1分鐘內(nèi)觀察到玻璃棒表面顏色的變化依次為：黃色、紅褐色、紅棕色，黑色。

①同學(xué)們對黑色物質(zhì)的成分產(chǎn)生了疑問。聯(lián)系酒精的可燃性、還原性等相關(guān)性質(zhì)，對黑色物質(zhì)的成分提出了猜想，經(jīng)討論，可能是_______和Fe3O4四種物質(zhì)中的一種或幾種。

②為了確定黑色物質(zhì)的成分，收集黑色物質(zhì)，進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)：

實(shí)驗(yàn)步驟	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	實(shí)驗(yàn)結(jié)論
取黑色粉末用磁鐵吸引，觀察現(xiàn)象	黑色粉末全部被磁鐵吸引	綜合實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象判斷，此黑色物質(zhì)成分是_______
向裝有黑色粉末的試管中加入足量的鹽酸，充分反應(yīng)，觀察現(xiàn)象	固體逐漸溶解，但無氣泡產(chǎn)生

Answer 1

【答案】Fe（OH）3 2Fe（OH）3Fe2O3+3H2O 不溶性堿 29：36 Fe、C、FeO Fe3O4

【解析】

（1）加熱時(shí)，FeCl3易與水反應(yīng)生成紅褐色物質(zhì)和鹽酸，所以反應(yīng)的化學(xué)方程式：FeCl3+3H2O Fe（OH）3↓+3HCl，紅色固體的化學(xué)式是Fe（OH）3；

（2）此過程發(fā)生分解反應(yīng)，除生成紅棕色物質(zhì)外，還生成水，所以反應(yīng)的化學(xué)方程式：2Fe（OH）3；

①氫氧化鎂、氫氧化銅等加熱分解也能得到對應(yīng)的金屬氧化物，而氫氧化鎂和氫氧化銅以及氫氧化鐵的共性是都難溶，所以從物質(zhì)類別及其溶解性推斷，通過加熱分解不溶性堿可生成對應(yīng)的金屬氧化物；

②將氫氧化鎂和銅粉混合物充分加熱，得到的固體物質(zhì)與原混合物質(zhì)量相同，說明氫氧化鎂分解生成水的質(zhì)量等于銅反應(yīng)的氧氣的質(zhì)量；設(shè)：氫氧化鎂的質(zhì)量為x，銅的質(zhì)量為y，則：

所以=，x：y=29：36；

（3）①酒精奪取氧化鐵中的氧，可以得到鐵或者氧化亞鐵甚至還會(huì)自身生成碳，以及反應(yīng)環(huán)境為空氣中，所以還可能是生成四氧化三鐵，所以可能是 Fe、FeO、C和Fe3O4四種物質(zhì)中的一種或幾種；

②由于信息提示為“Fe和Fe2O3易被磁鐵吸引，FeO是一種黑色固體，不能被磁鐵吸引”，而用磁鐵全部吸附，說明沒有氧化亞鐵和碳，同時(shí)用于固體全部溶解沒有氣體，說明沒有鐵，所以黑色固體為四氧化三鐵。