Question

(12分)某研究小組為了探究“鐵與水蒸氣”的反應(yīng)的產(chǎn)物，進(jìn)行了下列實(shí)驗(yàn)：用如圖所示實(shí)驗(yàn)裝置，在硬質(zhì)玻璃管中放入還原鐵粉和石棉絨的混合物，加熱，并通入水蒸氣，就可以完成高溫下“Fe與水蒸氣的反應(yīng)實(shí)驗(yàn)”（石棉絨高溫下不與水和鐵反應(yīng)）．

（1）如何檢查該裝置的氣密性：

（2）寫出鐵與水蒸氣反應(yīng)的化學(xué)方程式

（3）驗(yàn)證固體產(chǎn)物中鐵元素的價態(tài)

限選實(shí)驗(yàn)儀器與試劑：燒杯、試管、玻璃棒、藥匙、滴管、酒精燈、試管夾；1mol/L CuSO4、3mol/L H2SO4、3mol/L HNO3、30%H2O2、0.01mol/L KMnO4、20%KSCN、蒸餾水。

	實(shí)驗(yàn)步驟	預(yù)期現(xiàn)象與結(jié)論
步驟1	取反應(yīng)后干燥的固體ag于試管中，加入足量的1mol/L CuSO4溶液，充分振蕩，經(jīng)固液分離、洗滌后，再向固體中滴加足量的 ，振蕩溶解，過濾后將濾液配成250mL溶液，待用。
步驟2	取少量步驟1中濾液于試管中，
步驟3	取少量步驟1中濾液于試管中，

步驟1中加入足量1mol/L CuSO4溶液的作用是 。

 

Answer 1

（1）將C處導(dǎo)氣管末端浸入水槽中，加熱A處圓底燒瓶，導(dǎo)管末端出現(xiàn)氣泡，停止加熱后導(dǎo)管末端出現(xiàn)一段穩(wěn)定的水柱，就證明氣密性良好。（2）3Fe+4H2O（g）Fe3O4+4H2

（3）

	實(shí)驗(yàn)步驟	預(yù)期現(xiàn)象與結(jié)論
步驟1	3mol/L H2SO4
步驟2	滴加1～2滴20%KSCN	溶液變紅色，則固體產(chǎn)物含+3價鐵
步驟3	滴加1～2滴0.01mol/L KMnO4	溶液紫色褪去，則固體產(chǎn)物含+2價鐵

除去反應(yīng)后固體中可能未反應(yīng)完的鐵粉，以免影響后續(xù)實(shí)驗(yàn)的結(jié)果分析

【解析】

試題分析：（1）檢查該裝置的氣密性的方法是將C處導(dǎo)氣管末端浸入水槽中，加熱A處圓底燒瓶，導(dǎo)管末端出現(xiàn)氣泡，停止加熱后導(dǎo)管末端出現(xiàn)一段穩(wěn)定的水柱。（2）熾熱的鐵與水蒸汽在高溫時發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生四氧化三鐵和氫氣，鐵與水蒸氣反應(yīng)的化學(xué)方程式是3Fe+4H2O（g）Fe3O4+4H2；（3）步驟1，取反應(yīng)后干燥的固體ag于試管中，加入足量的1mol/L CuSO4溶液，充分振蕩，經(jīng)固液分離、洗滌后，再向固體中滴加足量的3mol/L H2SO4，振蕩溶解，過濾后將濾液配成250mL溶液，待用。步驟2，滴加1～2滴20%KSCN，溶液變紅色，則固體產(chǎn)物含+3價鐵元素；步驟3，滴加1～2滴0.01mol/L KMnO4溶液，溶液紫色褪去，則固體產(chǎn)物含+2價鐵元素。

考點(diǎn)：考查裝置氣密性的檢查、Fe與水發(fā)生反應(yīng)的現(xiàn)象、原理及產(chǎn)物中Fe元素的化合價的檢驗(yàn)的知識。