Question

按圖1所示裝置進(jìn)行鐵和水蒸氣反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)．

（1）寫(xiě)出試管A中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式：

 

，

 

．
（2）為檢驗(yàn)生成的氣體產(chǎn)物，需從圖2選擇必要的裝置，其正確的連接順序?yàn)椋ㄓ媒涌谧帜副硎荆゛

 

．描述能證明氣體產(chǎn)物的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象

 

（3）反應(yīng)停止，待試管A冷卻后，取少量其中的固體物質(zhì)，加入過(guò)量的稀鹽酸充分反應(yīng)后，進(jìn)行如圖3實(shí)驗(yàn)：

①試劑X的化學(xué)式為

 

．
②用離子方程式和必要文字表示加入新制氯水后溶液紅色加深的原因：

 

．
③若在實(shí)驗(yàn)中加入了過(guò)量氯水，放置一段時(shí)間后，發(fā)現(xiàn)深紅色褪去，現(xiàn)對(duì)褪色的原因進(jìn)行探究．
Ⅰ．提出假設(shè)：
假設(shè)1：溶液中的SCN^-被氧化．
假設(shè)2：溶液中的Fe³⁺被氧化．
假設(shè)3：

 

．
Ⅱ．設(shè)計(jì)方案：請(qǐng)對(duì)所提出的假設(shè)2進(jìn)行驗(yàn)證，寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)方案．

 

．
Ⅲ．方案實(shí)施．

Answer 1

考點(diǎn)：鐵及其化合物的性質(zhì)實(shí)驗(yàn),性質(zhì)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)

專(zhuān)題：實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題

分析：（1）熟石灰為氫氧化鈣，加熱分解生成氧化鈣和水，生成的水在高溫下與鐵反應(yīng)生成四氧化三鐵和氫氣；
（2）生成的氣體產(chǎn)物為氫氣，氫氣與氧化銅反應(yīng)生成水，據(jù)此檢驗(yàn)即可；
（3）檢驗(yàn)鐵離子用硫氰化鉀溶液，氯氣有強(qiáng)氧化性能氧化亞鐵離子生成鐵離子．

解答： 解：（1）熟石灰為氫氧化鈣，加熱分解生成氧化鈣和水，化學(xué)反應(yīng)方程式為：Ca（OH）₂

高溫  .

CaO+H₂O，生成的水在高溫下與鐵反應(yīng)生成四氧化三鐵和氫氣，化學(xué)反應(yīng)方程式為：3Fe+4H₂O（g）

高溫  .

Fe₃O₄+4H₂；故答案為：Ca（OH）₂

高溫  .

CaO+H₂O，3Fe+4H₂O（g）

高溫  .

Fe₃O₄+4H₂；
（2）氫氣與氧化銅反應(yīng)生成銅單質(zhì)和水，無(wú)水硫酸銅遇水變藍(lán)色，故答案為：afgbch，黑色的氧化銅變成紅色，白色的無(wú)水硫酸銅變成藍(lán)色；
（3）①固體產(chǎn)物含有四氧化三鐵和未反應(yīng)的鐵，四氧化三鐵和鐵都與鹽酸反應(yīng)生成鹽，鐵離子和硫氰化鉀溶液反應(yīng)生成紅色的溶液，所以X是硫氰化鉀，故答案為：KSCN；
②新制氯水后溶液紅色加深，說(shuō)明絡(luò)合物濃度增大，氯氣將亞鐵離子氧化生成鐵離子而導(dǎo)致絡(luò)合物濃度增大，反應(yīng)離子方程式為：2Fe²⁺+Cl₂=2Fe³⁺+2Cl^-，故答案為：2Fe²⁺+Cl₂=2Fe³⁺+2Cl^-；
③假設(shè)1、2：三價(jià)鐵被氧化或硫氰酸根被氧化，則一定是不存在硫氰酸鐵；假設(shè)3：深紅色褪去說(shuō)明硫氰酸鐵不存在，即溶液中的KSCN和鐵離子均被氧化成更高價(jià)態(tài)；驗(yàn)證假設(shè)2的方法是：
用膠頭滴管取少量褪色后的溶液于試管中，滴加幾滴FeCl₃溶液，如果溶液出現(xiàn)紅色，則說(shuō)明假設(shè)2 正確，若溶液不變紅色，則假設(shè)2不正確，故答案為：溶液中的KSCN和鐵離子均被氧化成更高價(jià)態(tài)；用膠頭滴管取少量褪色后的溶液于試管中，滴加幾滴FeCl₃溶液，如果溶液出現(xiàn)紅色，則說(shuō)明假設(shè)2 正確，若溶液不變紅色，則假設(shè)2不正確．

點(diǎn)評(píng)：本題以鐵和水蒸氣的實(shí)驗(yàn)為載體考查了物質(zhì)的檢驗(yàn)、實(shí)驗(yàn)儀器的連接等知識(shí)點(diǎn)，難度較大，知道水能使無(wú)水硫酸銅變藍(lán)是水的特征反應(yīng)，注意鐵和水蒸氣反應(yīng)生成四氧化三鐵而不是氧化鐵，為易錯(cuò)點(diǎn)．