Question

某同學(xué)利用下圖所示的實驗裝置進(jìn)行鐵跟水蒸氣反應(yīng)的實驗，并繼續(xù)研究鐵及其化合物的部分性質(zhì)．
請回答下列問題：
（1）硬質(zhì)試管中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為

3Fe+4H₂O（g）=Fe₃O₄+4H₂

．
（2）該同學(xué)欲確定反應(yīng)后硬質(zhì)試管中固體物質(zhì)的成分，設(shè)計了如下實驗方案：
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)試管中固體物質(zhì)的成分是

一定有Fe₃O₄，可能有Fe

，若溶液未變紅色則說明硬質(zhì)試管中固體物質(zhì)的成分是

Fe₃O₄和Fe

．
（3）該同學(xué)按上述實驗方案進(jìn)行了實驗，結(jié)果溶液未變紅色，原因是：

Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺

（用離子方程式表示）．
（4）該同學(xué)馬上另取少量溶液B，使其跟NaOH溶液反應(yīng)．若按右圖所示的操作，可觀察到生成白色沉淀，迅速變成灰綠色，最后變成紅褐色的現(xiàn)象，請寫出與上述現(xiàn)象相關(guān)的反應(yīng)的化學(xué)方程式：

FeSO₄+2NaOH=Fe（OH）₂↓+Na₂SO₄；4Fe（OH）₂+O₂+2H₂O=4Fe（OH）₃

．
（5）一段時間后，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

還原

性．由此可知，實驗室中FeSO₄溶液要臨時配制并加少量鐵粉的原因是

Fe²⁺易被空氣中的氧氣氧化而變質(zhì)

．

Answer 1

分析：（1）依據(jù)硬質(zhì)試管中中鐵與水蒸氣反應(yīng)會生成四氧化三鐵和氫氣分析判斷；
（2）KSCN溶液溶液變紅色，說明有三價鐵離子；溶液未變紅色，說明無三價鐵離子；
（3）鐵單質(zhì)能將三價鐵離子還原成二價鐵離子；
（4）滴入NaOH溶液時，生成的白色沉淀迅速變成灰綠色，最后變成紅褐色；
（5）鐵單質(zhì)能將三價鐵離子還原成二價鐵離子，F(xiàn)e²⁺具有還原性，F(xiàn)e²⁺易被空氣中的氧氣氧化而變質(zhì)．

解答：解：（1）鐵與水蒸氣反應(yīng)會生成四氧化三鐵和氫氣，反應(yīng)的化學(xué)方程式為3Fe+4H₂O（g）=Fe₃O₄+4H₂，故答案為：3Fe+4H₂O（g）=Fe₃O₄+4H₂；
（2）KSCN溶液溶液變紅色，說明有三價鐵離子，說明硬質(zhì)試管中固體一定有Fe₃O₄，可能有Fe；KSCN溶液未變紅色，說明無三價鐵離子，一定有Fe₃O₄和Fe，
故答案為：一定有Fe₃O₄，可能有Fe；Fe₃O₄和Fe；
（3）鐵單質(zhì)能將三價鐵離子還原成三價鐵離子離子方程式，F(xiàn)e+2Fe³⁺=3Fe²⁺，故答案為：Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺；
（4）滴入NaOH溶液時，生成的白色沉淀迅速變成灰綠色，最后變成紅褐色，該反應(yīng)為FeSO₄+2NaOH=Fe（OH）₂↓+Na₂SO₄；4Fe（OH）₂+O₂+2H₂O=4Fe（OH）₃，
故答案為：4Fe（OH）₂+O₂+2H₂O═4Fe（OH）₂，故答案為：FeSO₄+2NaOH=Fe（OH）₂↓+Na₂SO₄；4Fe（OH）₂+O₂+2H₂O=4Fe（OH）₃；
（5）鐵單質(zhì)能將三價鐵離子還原成二價鐵離子，F(xiàn)e²⁺具有還原性，F(xiàn)e²⁺易被空氣中的氧氣氧化而變質(zhì)，故答案為：還原；Fe²⁺ 易被空氣中的氧氣氧化而變質(zhì)．

點評：本題考查鐵及其化合物的性質(zhì)實驗，題目難度不大，注意三價鐵離子與二價鐵離子的轉(zhuǎn)化．