Question

某化學(xué)興趣小組進(jìn)行鐵跟水蒸氣反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)裝置如圖1，發(fā)現(xiàn)有黑色晶體生成并產(chǎn)生無色氣體，他們繼續(xù)對反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)行探究．

已知：①FeO+2H⁺=Fe²⁺+H₂O　　②Fe₂O₃+6H⁺=2Fe³⁺+3H₂O③Fe₃O₄+8H⁺=Fe²⁺+2Fe³⁺+4H₂O
請回答下列問題：
（1）該組同學(xué)欲確定反應(yīng)一段時間后試管中固體的成分，設(shè)計(jì)如下實(shí)驗(yàn)方案：
①待試管冷卻后，取少許其中的固體溶于稀硫酸得溶液B．
②取少量溶液B滴加KSCN溶液，若溶液變紅色，則說明試管中固體物質(zhì)的成分是（只有一個選項(xiàng)符合題意）

 

，若溶液未變紅色，則說明試管中固體物質(zhì)的成分是（只有一個選項(xiàng)符合題意）

 

．
A．一定有Fe₃O₄，可能有Fe　B．只有Fe（OH）₃　　C．一定有Fe₃O₄和FeD．一定有Fe（OH）₃，可能有Fe　E．只有Fe₃O₄
（2）該組同學(xué)取少量溶液B進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，結(jié)果②中溶液未變紅色，原因是（用離子方程式表示）

 

．
（3）鐵跟水蒸氣反應(yīng)的化學(xué)方程為

 

．
（4）該組同學(xué)另取少量溶液B，使其跟NaOH溶液反應(yīng)．若按如圖2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，請寫出沉淀由白色變成灰綠色最后變成紅褐色的反應(yīng)方程式

 

．
（5）一段時間后，該組同學(xué)發(fā)現(xiàn)（2）中未變紅色的溶液變成紅色，說明Fe²⁺具有

 

（填化學(xué)性質(zhì)）．由此可知，實(shí)驗(yàn)室中含F(xiàn)e²⁺的鹽溶液需現(xiàn)用現(xiàn)配，并且配制含F(xiàn)e²⁺的鹽溶液時應(yīng)加入少量

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：鐵及其化合物的性質(zhì)實(shí)驗(yàn)

專題：實(shí)驗(yàn)題

分析：（1）②產(chǎn)物四氧化三鐵中有+2價的鐵和+3價的鐵，還有可能有過量的鐵；過量的鐵，可能將三價鐵離子全部轉(zhuǎn)化成二價鐵離子；
（2）Fe²⁺與KSCN溶液不反應(yīng)，據(jù)此回答判斷；
（3）鐵粉與水蒸氣反應(yīng)產(chǎn)物為四氧化三鐵和氫氣；
（4）白色沉淀為氫氧化亞鐵，紅褐色沉淀為氫氧化鐵，據(jù)此寫出相應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)方程式；
（5）Fe²⁺易被空氣中的氧氣氧化，具有還原性，F(xiàn)e²⁺溶液易水解，據(jù)此回答．

解答： 解：（1）②鐵和水蒸氣反應(yīng)，產(chǎn)物為四氧化三鐵和氫氣，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，一定發(fā)生Fe₃O₄+8H⁺=Fe²⁺+2Fe³⁺+4H₂O，取少量溶液B滴加KSCN溶液，若溶液變紅色Fe³⁺+3SCN^-?Fe（SCN）₃，則說明所得溶液中存在的陽離子是一定有Fe³⁺，一定有Fe₃O₄，可能有過量的鐵；若溶液未變紅色，可能含有過量的鐵，將三價鐵離子全部轉(zhuǎn)化成二價鐵離子，F(xiàn)e+2Fe³⁺═3Fe²⁺，故答案為：A；C；
（2）鐵和水蒸氣反應(yīng)，產(chǎn)物為四氧化三鐵和氫氣，可能有過量的鐵，固體物質(zhì)溶于稀硫酸得溶液B，溶液中過量的鐵可能將三價鐵離子全部轉(zhuǎn)化成二價鐵離子，F(xiàn)e+2Fe³⁺═3Fe²⁺，F(xiàn)e²⁺與KSCN溶液不反應(yīng)，所以，該同學(xué)按上述實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，結(jié)果溶液未變紅色，
故答案為：Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺；
（3）鐵在高溫下與水反應(yīng)，鐵表現(xiàn)為還原性，水表現(xiàn)出氧化性，生成四氧化三鐵和氫氣，反應(yīng)方程式為3Fe+4H₂O（g） 

高溫  .

Fe₃O₄+4H₂，
故答案為：3Fe+4H₂O（g） 

高溫  .

Fe₃O₄+4H₂；  
（4）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，說明含有Fe²⁺離子，綜上分析可知，白色沉淀為氫氧化亞鐵，紅褐色沉淀為氫氧化鐵，所以反應(yīng)為：4Fe（OH）₂+O₂+2H₂O=4Fe（OH）₃，故答案為：4Fe（OH）₂+O₂+2H₂O=4Fe（OH）₃；
（5）Fe²⁺溶液因?yàn)樗�解和還原性而不易保存，可以加入酸抑制其水解，加入還原性鐵（鐵釘）防止其被氧化，故答案為：還原性；鐵粉．

點(diǎn)評：本題主要考查了鐵與水蒸氣的反應(yīng)以及產(chǎn)物的分析判斷，考查了氫氧化亞鐵的制備，掌握基礎(chǔ)知識是解答的關(guān)鍵，本題難度不大．