Question

【題目】某同學(xué)利用下圖的實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行鐵跟水蒸氣反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)，并繼續(xù)研究鐵及其化合物的部分性質(zhì)。

請(qǐng)回答下列問題：

(1)圖中濕棉花的作用是____________；硬質(zhì)試管中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為__________ 。

(2)該同學(xué)推測反應(yīng)后硬質(zhì)試管中固體物質(zhì)的成分有兩種可能性：ⅰ只有Fe3O4 ，ⅱFe3O4和Fe都有；并設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)方案驗(yàn)證：

①待硬質(zhì)試管冷卻后，將固體磨碎后，取少許其中的固體物質(zhì)溶于稀硫酸得溶液B；

②取少量溶液B滴加KSCN溶液，溶液未變紅色，則說明硬質(zhì)試管中固體物質(zhì)的成分是____。溶液未變紅色的主要原因是：______（用離子方程式表示）。

(3)該同學(xué)馬上另取少量溶液B于試管中，按下圖所示的操作，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(qǐng)寫出上述白色沉淀變成紅褐色的化學(xué)方程式：_______。

(4)該同學(xué)向②的溶液中加入幾滴氯水溶液變成紅色，說明Fe2+具有______性。

Answer 1

【答案】提供水蒸氣 3Fe+4H2O(g) Fe3O4+4H2 Fe3O4和Fe 2Fe3++Fe=3Fe2+ 4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3 還原

【解析】

(1)硬質(zhì)試管中中鐵與濕棉花加熱產(chǎn)生的水蒸氣反應(yīng)生成四氧化三鐵和氫氣；

(2)KSCN溶液遇Fe3+變紅色，溶液未變紅色，不變紅色說明無Fe3+，鐵單質(zhì)能將+3價(jià)的Fe3+還原成+2價(jià)的Fe2+；

(3)溶液B中滴入NaOH溶液時(shí)，生成的白色沉淀迅速變成灰綠色，最后變成紅褐色，說明溶液中含有Fe2+，首先生成Fe(OH)2白色沉淀，Fe(OH)2會(huì)被氧化產(chǎn)生紅褐色的Fe(OH)3；

(4)向②的溶液中加入氯水，溶液變?yōu)榧t色，說明Fe2+被氯水氧化為Fe3+，Fe3+與SCN-反應(yīng)產(chǎn)生紅色物質(zhì)。

(1)濕棉花上有水分，加熱會(huì)產(chǎn)生水蒸氣，與硬質(zhì)試管中鐵在高溫下發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生Fe3O4和H2，反應(yīng)的方程式為：3Fe+4H2O(g) Fe3O4+4H2；

(2)①待硬質(zhì)試管冷卻后，將固體磨碎，取少許其中的固體物質(zhì)溶于稀硫酸得溶液B；②取少量溶液B滴加KSCN溶液，溶液未變紅色，則說明硬質(zhì)試管中固體物質(zhì)的成分是Fe3O4和Fe，溶液未變紅色的主要原因是鐵單質(zhì)能將+3價(jià)的Fe3+還原成+2價(jià)的Fe2+，反應(yīng)的離子方程為：Fe+2Fe3+=3Fe2+；

(3)向用硫酸溶解反應(yīng)得到的固體后的溶液B中滴入NaOH溶液時(shí)，生成的白色沉淀，白色沉淀迅速變成灰綠色，最后變成紅褐色，該反應(yīng)為FeSO4+2NaOH=Fe(OH)2↓+Na2SO4；4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3；

(4)向②的溶液中加入氯水，溶液變?yōu)榧t色，說明Fe2+與氯水作用產(chǎn)生了Fe3+，Fe3+與SCN-反應(yīng)產(chǎn)生紅色物質(zhì)，Fe元素由+2價(jià)變?yōu)?/span>+3價(jià)，化合價(jià)升高，失去電子，被氧化，因此Fe2+表現(xiàn)還原性。