Question

按如圖所示裝置進行鐵和水蒸氣反應的實驗。

（1）鐵粉與水蒸氣反應的化學方程式是：                                       ；

 (2)為檢驗生成的氣體產(chǎn)物,需從下圖選擇必要的裝置,其正確的連接順序為(用接口字母表示)a—      ,描述能證明氣體產(chǎn)物的實驗現(xiàn)象_　                            ；

（3）停止反應，待裝置冷卻后，取出反應過的鐵粉混合物，加入過量的稀硫酸充分反應。過濾。簡述檢驗所得濾液中Fe^3＋的操作方法：                           ；

（4）經(jīng)檢驗上述濾液中不含F(xiàn)e^3＋，這不能說明鐵粉與水蒸氣反應所得產(chǎn)物中不含＋3價的鐵。原因是（用化學方程式說明）：                            ；

（5）某同學利用上述濾液制取白色的Fe（OH）₂沉淀，向濾液中加入NaOH溶液后，觀察到生成的白色沉淀迅速變成灰綠色，最后變成紅褐色。

①沉淀由白色變?yōu)榧t褐色的化學方程式是：                  ；

②為了得到白色的Fe（OH）₂沉淀，并盡可能使沉淀長時間保持白色，有同學設計如下圖所示的裝置：通電后，溶液中產(chǎn)生大量的白色沉淀，且較長時間不變色。下列說法中正確的是________(填序號)。

A．電源中的a為正極，b為負極       B．可以用NaCl溶液作為電解液

C．A、B兩端都必須用鐵作電極       D．陰極發(fā)生的反應是2H^＋＋2e^－===H₂↑

Answer 1

【知識點】化學實驗  J1 J5 C3 F4

【答案解析】（每空2分）（1）Fe+4H₂O(g)   = Fe₃O₄+4H₂ 

  （2）a—f—g—b—c—h或a—f—g—c—b—h。 

   黑色的氧化銅變成紅色,白色的無水CuSO₄變成藍色

  （3）滴加KSCN溶液，溶液變紅色

（4）2Fe³⁺+Fe=2Fe²⁺

（5）①4Fe（OH）₂+O₂+2H₂O═4Fe（OH）₃    ②ABD

解析：⑴鐵粉與水蒸氣反應生成四氧化三鐵和氫氣

⑵用A盛放鐵粉，用B制取水蒸氣，鐵和水蒸氣反應后有部分水蒸氣剩余，所以a出來的氣體通過濃硫酸進行干燥，洗氣瓶中的導氣管應該是長進短出，所以a連接f，f連接g，干燥后的氫氣進入C裝置，可以從b進入，也可以從c進入，所以g可以連接b或c，氧化銅和氫氣反應有水蒸氣生成，水能使無水硫酸銅變藍，所以c或b連接h，因此其排序為：afgbch 或afgcbh，當看到無水硫酸銅變藍，黑色的氧化銅變成紅色,則生成的氣體是氫氣。

⑶Fe^3＋的檢驗用KSCN，即滴加KSCN溶液，溶液變紅色
⑷固體產(chǎn)物含有四氧化三鐵和未反應的鐵，四氧化三鐵和鐵都與鹽酸反應生成鹽，而且鐵與鐵離子反應生成Fe²⁺導致濾液中檢驗不出Fe^3＋

⑸①Fe（OH）₂被空氣中的氧氣氧化為氫氧化鐵②欲溶液中產(chǎn)生大量的白色沉淀，且較長時間不變色，即利用生成的氫氣從上到下排除溶液中的氧氣，即B端是陰極，b是負極，陰極材料可以是鐵也可以是其它能導電的材料，陰極方程式為：2H⁺+2e^-=H₂↑，因為氫離子放電破壞水的電離平衡，使氫氧根離子濃度增大，與亞鐵離子結(jié)合成Fe（OH）₂沉淀，金屬Fe作陽極，陽極方程式為：Fe-2e^-=Fe²⁺。因此選ABD。

【思路點撥】裝置的連接順序一般是發(fā)生裝置→除雜→干燥→性質(zhì)實驗→尾氣處理。