Question

15．某�；瘜W小組學生進行“鐵與水蒸氣反應”的實驗，并探究固體產物成分．
（1）反應的化學方程式是3Fe+4H₂O$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Fe₃O₄+4H₂↑．
（2）圖1裝置證明實驗中有氣體產生的現(xiàn)象是有大量肥皂泡生成，部分肥皂泡浮在空中，點燃肥皂泡發(fā)生輕微爆炸
（3）收集實驗中產生的氣體，應用圖2裝置中的bd�。ㄟx填字母編號）．

（4）反應停止冷卻后稱量，得到固體質量為28.8g．再向固體中加入過量稀鹽酸充分反應，并進行如圖實驗：

如果向淡黃色溶液中加入一種試劑，產生了藍色沉淀，則能夠確定其中含有Fe²⁺，寫出反應的離子方程式3Fe²⁺+2[Fe（CN）₆]^3-=Fe₃[Fe（CN）₆]₂↓；加入新制氯水后溶液紅色加深的原因是（用離子方程式表示）2Fe²⁺+Cl₂=2Fe³⁺+2Cl^-．
（5）某同學在實驗中加入了過量氯水，放置一段時間后，發(fā)現(xiàn)深紅色褪去，現(xiàn)請對褪色原因進行探究．
假設1：溶液中的+3價鐵被氧化為更高的價態(tài)；
假設2：SCN^-被過量的氯水氧化；
為了對所提出的假設2進行驗證，實驗方案是取少量褪色后的溶液，滴加過量KSCN溶液，如果出現(xiàn)紅色，則說明假設2正確，若不變紅，則假設2不正確．
（6）根據(jù)所給數(shù)據(jù)，可計算出反應前試管B中鐵元素的質量分數(shù)為77.8%．

Answer 1

分析 （1）B中Fe與水蒸氣高溫下反應生成四氧化三鐵和氫氣；
（2）氫氣具有可燃性；
（3）氫氣不溶于水，密度比空氣的密度小；
（4）由流程可知，混合物溶于酸后，氯氣將亞鐵離子氧化為鐵離子，加試劑b為堿生成氫氧化鐵沉淀，最后紅棕色固體為氧化鐵，亞鐵離子具有還原性，可被氯氣氧化，檢驗亞鐵離子可利用特征試劑K₃[Fe（CN）₆]；
（5）鐵離子可被氧化為高鐵酸根離子，或SCN^-被過量的氯水氧化；
（6）紅褐色固體為氧化鐵，其物質的量為$\frac{32g}{160g/mol}$=0.2mol，由Fe原子守恒可知，B中Fe元素的質量為0.2mol×2×56g/mol=22.4g，以此計算．

解答 解：（1）B中Fe與水蒸氣高溫下反應生成四氧化三鐵和氫氣，反應為3Fe+4H₂O $\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Fe₃O₄+4H₂↑，
故答案為：3Fe+4H₂O $\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Fe₃O₄+4H₂↑；
（2）圖1裝置證明實驗中有氣體產生的現(xiàn)象是有大量肥皂泡生成，部分肥皂泡浮在空中，點燃肥皂泡發(fā)生輕微爆炸，故答案為：有大量肥皂泡生成，部分肥皂泡浮在空中，點燃肥皂泡發(fā)生輕微爆炸；
（3）氫氣不溶于水，密度比空氣的密度小，選擇排水法及向下排空氣法收集，即選擇bd，
故答案為：bd；
（4）向淡黃色溶液中加入一種試劑，產生了藍色沉淀，則能夠確定其中含有Fe²⁺，反應的離子方程式為3Fe²⁺+2[Fe（CN）₆]^3-=Fe₃[Fe（CN）₆]₂↓；加入新制氯水后溶液紅色加深的原因是2Fe²⁺+Cl₂=2Fe³⁺+2Cl^-，
故答案為：3Fe²⁺+2[Fe（CN）₆]^3-=Fe₃[Fe（CN）₆]₂↓；2Fe²⁺+Cl₂=2Fe³⁺+2Cl^-；
（5）假設2為SCN^-被過量的氯水氧化；假設2進行驗證，實驗方案是取少量褪色后的溶液，滴加過量KSCN溶液，如果出現(xiàn)紅色，則說明假設2正確，若不變紅，則假設2不正確，
故答案為：SCN^-被過量的氯水氧化；取少量褪色后的溶液，滴加過量KSCN溶液，如果出現(xiàn)紅色，則說明假設2正確，若不變紅，則假設2不正確；
（6）紅褐色固體為氧化鐵，其物質的量為$\frac{32g}{160g/mol}$=0.2mol，由Fe原子守恒可知，B中Fe元素的質量為0.2mol×2×56g/mol=22.4g，則反應前試管B中鐵元素的質量分數(shù)為$\frac{22.4g}{28.8g}$×100%=77.8%，
故答案為：77.8%．

點評 本題考查物質的性質實驗，為高頻考點，把握物質的性質、發(fā)生的反應、離子檢驗、含量計算等為解答的關鍵，側重分析與實驗能力的考查，綜合性較強，題目難度不大．