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9.某研究性學習小組請你參與“研究鐵與水反應所得固體物質的成分、性質及再利用”實驗探究,并共同解答下列問題:
【探究一】設計如圖所示裝置進行“鐵與水反應”的實驗.
(1)硬質玻璃管B中發(fā)生反應的化學方程式為3Fe+4H2O(g)_Fe3O4+4H2
(2)反應前A中投放碎瓷片的目的是防止暴沸.
(3)裝置E中的現(xiàn)象是黑色固體變紅,右端管壁有水珠.
【探究二】設計如下實驗方案確定反應后硬質玻璃管中黑色固體的成分.
(4)待硬質玻璃管B冷卻后,取少許其中的固體物質溶于稀硫酸后,將所得溶液分成兩份.
(5)一份滴加幾滴KSCN溶液.若溶液變紅色,推斷硬質玻璃管B中固體物質的成分(選填序號,下同)為A;若溶液未變紅色,推斷硬質玻璃管B中固體物質的成分為B.
A.一定有Fe3O4         B.一定有Fe
C.只有Fe3O4           D.只有Fe
(6)簡述可以證明溶液中存在Fe2+的實驗方案加入酸性KMnO4溶液,溶液變淺或褪色.

分析 【探究一】(1)鐵與水蒸氣在高溫下反應生成四氧化三鐵和氫氣,據(jù)此寫出反應的化學方程式;
(2)給液體加熱時容易發(fā)生暴沸現(xiàn)象,加入碎瓷片可防止暴沸;
(3)裝置E中氫氣還原黑色的氧化銅,反應生成紅色的銅單質和水;
【探究二】在驗證反應后黑色固體的成分時,檢驗Fe3+,最佳試劑為KSCN溶液;在確定存在Fe3+時,檢驗Fe2+,可用酸性KMnO4溶液.由于酸性KMnO4溶液與鹽酸發(fā)生反應,所以在溶解反應后的黑色固體時,不能用鹽酸,也不能用硝酸(因為HNO3可氧化Fe2+),可用稀硫酸,據(jù)此解答.

解答 解:【探究一】(1)硬質管中鐵與水蒸氣在高溫下反應生成四氧化三鐵和氫氣,反應的化學方程式為:3Fe+4H2O(g)_Fe3O4+4H2,
故答案為:3Fe+4H2O(g)_Fe3O4+4H2;
(2)液體加熱時容易發(fā)生暴沸現(xiàn)象,加入碎瓷片的作用是防止暴沸,
故答案為:防止暴沸;
(3)裝置E中發(fā)生反應為:H2+CuO_Cu+H2O,則反應現(xiàn)象是:黑色固體變紅,右端管壁有水珠,
故答案為:黑色固體變紅,右端管壁有水珠;
【探究二】在驗證反應后黑色固體的成分時,檢驗Fe3+,最佳試劑為KSCN溶液;在確定存在Fe3+時,檢驗Fe2+,可用酸性KMnO4溶液.由于酸性KMnO4溶液與鹽酸發(fā)生反應,所以在溶解反應后的黑色固體時,不能用鹽酸,也不能用硝酸(因為HNO3可氧化Fe2+),可用稀硫酸,
(4)根據(jù)分析可知,溶解反應后固體需要用稀硫酸,
故答案為:稀硫酸;
(5)一份滴加幾滴KSCN溶液,若溶液變血紅色,說明溶液中含有鐵離子,則可推斷硬質玻璃管B中固體物質的成分為:A一定有Fe3O4;
若溶液未變血紅色,則溶液中不存在鐵離子,可推斷硬質玻璃管B中固體物質中一定存在Fe,即B正確,
故答案為:A;B;
(6)檢驗亞鐵離子,需要用膠頭滴管加入酸性高錳酸鉀溶液,若酸性高錳酸鉀溶液褪色,則證明溶液中含有亞鐵離子,
故答案為:加入酸性KMnO4溶液,溶液變淺或褪色.

點評 本題通過鐵及其化合物性質考查了探究物質組成、測量物質含量的方法,題目難度中等,注意掌握探究實驗的設計方法,明確鐵及其化合物性質,試題涉及知識點較多、綜合性較強,充分考查學生的分析、理解能力.

練習冊系列答案
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容  器
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