Question

【題目】某化學興趣小組設計如下實驗探究FeCl3溶液的相關性質。

相關信息：Fe和Fe3O4，易被磁鐵吸引，FeO是一種黑色固體，不能被磁鐵吸引；Fe3O4能與鹽酸反應，生成鹽和水。FeCl3具有氧化性，與單質鐵等物質化合時鐵元素化合價會降低。

（1）實驗一：將飽和FeCl3溶液在蒸發皿中加熱至沸騰后，發現逐漸產生紅褐色沉淀，加熱時，FeCl3，易與水反應生成紅褐色固體物質和鹽酸，紅色固體的化學式是_______________。

（2）實驗二：將實驗一蒸發獲得的紅色固體灼燒，顏色由紅色變為紅棕色。該反應的化學方程式是__________。

①氫氧化鎂，氫氧化銅等物質加熱也能分解得到對應的金屬氧化物，而氫氧化鈉、氫氧化鈣等物質則無此性質。結合實驗，從物質類別及其溶解性推斷，通過加熱分解___________可生成對應的金屬氧化物。

②將氫氧化鎂和銅粉混合物充分加熱，得到的固體物質與原混合物質量相同，請問，氫氧化鎂和銅粉的質量比為________。

（3）實驗三：小組同學用多根玻璃棒蘸取飽和FeCl3溶液于酒精燈火焰上灼燒，在1分鐘內觀察到玻璃棒表面顏色的變化依次為：黃色、紅褐色、紅棕色，黑色。

①同學們對黑色物質的成分產生了疑問。聯系酒精的可燃性、還原性等相關性質，對黑色物質的成分提出了猜想，經討論，可能是_______和Fe3O4四種物質中的一種或幾種。

②為了確定黑色物質的成分，收集黑色物質，進行了如下實驗：

實驗步驟	實驗現象	實驗結論
取黑色粉末用磁鐵吸引，觀察現象	黑色粉末全部被磁鐵吸引	綜合實驗現象判斷，此黑色物質成分是_______
向裝有黑色粉末的試管中加入足量的鹽酸，充分反應，觀察現象	固體逐漸溶解，但無氣泡產生

Answer 1

【答案】Fe（OH）3 2Fe（OH）3Fe2O3+3H2O 不溶性堿 29：36 Fe、C、FeO Fe3O4

【解析】

（1）加熱時，FeCl3易與水反應生成紅褐色物質和鹽酸，所以反應的化學方程式：FeCl3+3H2O Fe（OH）3↓+3HCl，紅色固體的化學式是Fe（OH）3；

（2）此過程發生分解反應，除生成紅棕色物質外，還生成水，所以反應的化學方程式：2Fe（OH）3；

①氫氧化鎂、氫氧化銅等加熱分解也能得到對應的金屬氧化物，而氫氧化鎂和氫氧化銅以及氫氧化鐵的共性是都難溶，所以從物質類別及其溶解性推斷，通過加熱分解不溶性堿可生成對應的金屬氧化物；

②將氫氧化鎂和銅粉混合物充分加熱，得到的固體物質與原混合物質量相同，說明氫氧化鎂分解生成水的質量等于銅反應的氧氣的質量；設：氫氧化鎂的質量為x，銅的質量為y，則：

所以=，x：y=29：36；

（3）①酒精奪取氧化鐵中的氧，可以得到鐵或者氧化亞鐵甚至還會自身生成碳，以及反應環境為空氣中，所以還可能是生成四氧化三鐵，所以可能是 Fe、FeO、C和Fe3O4四種物質中的一種或幾種；

②由于信息提示為“Fe和Fe2O3易被磁鐵吸引，FeO是一種黑色固體，不能被磁鐵吸引”，而用磁鐵全部吸附，說明沒有氧化亞鐵和碳，同時用于固體全部溶解沒有氣體，說明沒有鐵，所以黑色固體為四氧化三鐵。