Question

【題目】某同學(xué)利用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行鐵與水蒸氣的實(shí)驗(yàn)，并研究鐵及其化合物的部分性質(zhì)。

請(qǐng)回答下列問題：

(1)硬質(zhì)試管中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為______________________。

(2)該同學(xué)為確定反應(yīng)后硬質(zhì)試管中固體物質(zhì)的成分，設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)方案：

①待硬質(zhì)試管冷卻后，取少許其中的固體物質(zhì)溶于稀硫酸得溶液B；

②取少量溶液B滴加KSCN溶液，若溶液變紅色，則說明硬質(zhì)試管的固體物質(zhì)中一定有___，可能有___；若溶液未變紅色，則說明硬質(zhì)試管中固體物質(zhì)的成分是___________。

(3)該同學(xué)按(2)中所述實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，結(jié)果溶液未變紅色，原因是________(用離子方程式表示)。

(4)該同學(xué)馬上另取少量溶液B，使其與NaOH溶液反應(yīng)。若按圖所示操作，可觀察到試管中先生成白色沉淀，后沉淀迅速變成灰綠色，最后變成紅褐色的現(xiàn)象，請(qǐng)寫出白色沉淀變?yōu)榧t褐色的過程中所發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式：_________________。

(5)一段時(shí)間后，該同學(xué)發(fā)現(xiàn)(3)中未變紅的溶液變成紅色，說明Fe2＋具有_____性。由此可知，實(shí)驗(yàn)室中含有Fe2＋的鹽溶液需現(xiàn)用現(xiàn)配制的原因是______，并且配制含Fe2＋的鹽溶液時(shí)應(yīng)加入少量_____。

Answer 1

【答案】3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2 Fe3O4 Fe Fe3O4和Fe Fe＋2Fe3＋=3Fe2＋ 4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=4Fe(OH)3 還原 Fe2＋易被空氣中的氧氣氧化 鐵粉

【解析】

(1)硬質(zhì)試管中,鐵與水蒸氣在加熱條件下反應(yīng)，生成Fe3O4和H2，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2。答案為：3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2

(2) ②取少量溶液B滴加KSCN溶液，若溶液變紅色，說明溶液中含有Fe3+，則說明硬質(zhì)試管的固體物質(zhì)中一定有Fe3O4。答案為：Fe3O4

可能有Fe，且若含有Fe，Fe的量相對(duì)較少，不能將Fe3+全部還原。答案為：Fe

若溶液未變紅色，則說明硬質(zhì)試管中固體物質(zhì)的成分為Fe3O4和Fe，且Fe的量相對(duì)較多，能將Fe3O4轉(zhuǎn)化成的Fe3+全部還原。答案為：Fe3O4和Fe

(3)溶液未見紅色，說明Fe3+被Fe全部還原，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為Fe＋2Fe3＋=3Fe2＋。答案為：Fe＋2Fe3＋=3Fe2＋

(4)少量溶液B中加入NaOH溶液，發(fā)生反應(yīng)為Fe2++2OH-=Fe(OH)2↓，4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=4Fe(OH)3。答案為：4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=4Fe(OH)3

(5)一段時(shí)間后，該同學(xué)發(fā)現(xiàn)(3)中未變紅的溶液變成紅色，表明Fe2＋轉(zhuǎn)化成的Fe3+與KSCN發(fā)生反應(yīng)，生成了紅色的Fe(SCN)3，從而說明Fe2＋具有還原性，能被空氣中的氧氣氧化為Fe3+。答案：還原性

由此可知，實(shí)驗(yàn)室中含有Fe2＋的鹽溶液需現(xiàn)用現(xiàn)配制的原因是Fe2＋易被空氣中的氧氣氧化。答案為：Fe2＋易被空氣中的氧氣氧化

并且配制含Fe2＋的鹽溶液時(shí)應(yīng)加入少量鐵粉，以便將被氧化成的Fe3+還原為Fe2+。

答案為：鐵粉