Question

19．某研究性學(xué)習(xí)小組請你參與“研究鐵與水反應(yīng)所得固體物質(zhì)的成分、性質(zhì)及再利用”實驗探究，并共同解答下列問題：
探究一　設(shè)計如圖所示裝置進(jìn)行“鐵與水反應(yīng)”的實驗（夾持儀器略）．

（1）硬質(zhì)玻璃管B中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為3Fe+4H₂O（g）$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Fe₃O₄+4H₂．
（2）反應(yīng)前A中投放碎瓷片的目的是防止暴沸．
（3）裝置E中的現(xiàn)象是黑色固體變紅，右端管壁有水珠．
探究二　設(shè)計如下實驗方案確定反應(yīng)后硬質(zhì)玻璃管B中黑色固體的成分．
（4）待硬質(zhì)玻璃管B冷卻后，取少許其中的固體物質(zhì)溶于稀硫酸后，將所得溶液分成兩份．
①一份滴加幾滴KSCN溶液．若溶液變血紅色，推斷硬質(zhì)玻璃管B中固體物質(zhì)的成分為A（選填序號，下同）；若溶液未變血紅色，推斷硬質(zhì)玻璃管B中固體物質(zhì)的成分為B．
A．一定有Fe₃O₄  B．一定有Fe    C．只有Fe₃O₄   D．只有Fe
②另一份用膠頭滴管滴加酸性KMnO₄溶液，若溶液褪色，可以證明溶液中存在Fe²⁺（填離子符號）．
③下列試劑中，不能使Fe³⁺轉(zhuǎn)化為Fe²⁺的是A C D
A．氯氣　B．Fe　C．H₂O₂ 　D．稀硝酸　E．Cu．

Answer 1

分析 （1）鐵與水蒸氣在高溫下反應(yīng)生成四氧化三鐵和氫氣，據(jù)此寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式；
（2）給液體加熱時容易發(fā)生暴沸現(xiàn)象，加入碎瓷片可防止暴沸；
（3）裝置E中氫氣還原黑色的氧化銅，反應(yīng)生成紅色的銅單質(zhì)和水；
（4）①鐵離子和KSCN反應(yīng)生成絡(luò)合物而使溶液呈血紅色，亞鐵離子和KSCN不反應(yīng)；
②據(jù)酸性高錳酸鉀溶液具有氧化，亞鐵離子具有還原性分析；
③據(jù)Fe³⁺轉(zhuǎn)化為Fe²⁺得Fe³⁺作氧化劑，分析得應(yīng)加還原劑．

解答 解：（1）硬質(zhì)管中鐵與水蒸氣在高溫下反應(yīng)生成四氧化三鐵和氫氣，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：3Fe+4H₂O（g）$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Fe₃O₄+4H₂
故答案為3Fe+4H₂O（g）$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Fe₃O₄+4H₂
（2）液體加熱時容易發(fā)生暴沸現(xiàn)象，加入碎瓷片的作用是防止暴沸，故答案為：防止暴沸；
（3）裝置E中發(fā)生反應(yīng)為：H₂+CuO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Cu+H₂O，則反應(yīng)現(xiàn)象是：黑色固體變紅，右端管壁有水珠，
故答案為：黑色固體變紅，右端管壁有水珠；
（4）①鐵離子和KSCN反應(yīng)生成絡(luò)合物而使溶液呈血紅色，亞鐵離子和KSCN不反應(yīng)，向溶液中加入KSCN溶液呈紅色，說明含有四氧化三鐵，可能含有Fe；鐵離子和Fe反應(yīng)生成亞鐵離子，不變紅色說明固體中含有Fe，
故答案為：A；B；
②亞鐵離子具有還原性，能被酸性高錳酸鉀溶液氧化，所以可以用酸性高錳酸鉀溶液檢驗亞鐵離子，故答案為：Fe²⁺；
③使Fe³⁺變?yōu)镕e²⁺是化合價降低，得電子，發(fā)生還原反應(yīng)，所以應(yīng)加還原劑，其中Fe、Cu為還原劑，故答案為：AC．

點評 本題通過鐵及其化合物性質(zhì)考查了探究物質(zhì)組成、測量物質(zhì)含量的方法，題目難度中等，注意掌握探究實驗的設(shè)計方法，明確鐵及其化合物性質(zhì)，試題涉及知識點較多、綜合性較強(qiáng)，充分考查學(xué)生的分析、理解能力及化學(xué)實驗、進(jìn)行計算能力．