Question

【題目】某化學興趣小組同學用玻璃棒蘸取飽和FeCl3溶液在酒精燈火焰上灼燒時，隨著加熱時間的持續，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。同學們對此現象產生了疑問，于是他們對FeCl3溶液加熱，灼燒的變化進行了探究活動。

（查閱資料）

①酒精（C2H5OH）具有還原性，加熱條件下能與Fe2O3反應；

②Fe與Fe3O4易被磁鐵吸引，FeO是一種黑色固體，不能被磁鐵吸引。

（實驗一）

將大約20mL飽和FeCl3溶液在蒸發皿中加熱蒸發，沸騰后發現溶液中逐漸產生紅褐色渾濁。

由此得出結論：

①FeCl3溶液呈黃綠色是因為溶液中含有________（用離子符號表示）。

②加熱飽和FeCl3溶液時，FeCl3易與水反應生成紅褐色固體和鹽酸，反應的化學方程式為_______。

③由實驗可知：FeCl3溶液通過蒸發結晶的方式__________（填“能”或“不能”）獲得FeCl3固體。

（實驗二）

將實驗一蒸發獲得的紅褐色固體轉移到坩堝中灼燒，顏色由紅褐色變為紅棕色，此過程發生分解反應： 2Fe(OH)3________+3H2O。

（實驗三）

同學們對玻璃棒上產生的黑色物質繼續探究：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，經討論認為，可能是C、 Fe、 FeO、Fe3O4四種物質中的一種或幾種。

為了測定黑色物質的成分，收集黑色物質，進行了如下表實驗：

實驗步驟	實驗現象	實驗結論
①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	黑色粉末中不含的物質是_____
②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	綜合①②實驗現象判斷，此黑色物質成分是_____

Answer 1

【答案】 不能 C、FeO

【解析】

實驗一：

①FeCl3溶液呈黃綠色是因為溶液中含有鐵離子，每個鐵離子帶三個單位正電荷，離子符號為：；

②加熱時，FeCl3易與水反應生成紅褐色物質和鹽酸，紅褐色物質是氫氧化鐵，所以反應的化學方程式為：；

③由于FeCl3溶液在蒸發皿中加熱蒸發，易與水反應生成紅褐色氫氧化鐵和鹽酸，所以FeCl3溶液通過蒸發結晶的方式不能獲得FeCl3固體；

實驗二：

根據質量守恒定律，反應前后原子的種類、數目不變。反應前各原子的個數是：Fe：2，O：6，H：6；反應后除未知物質外，3H2O中：H：6，O：3，故未知物質中含Fe：2，O：3，根據化學計量數為1，可推出該物質的化學式是：；

實驗三：

根據酒精具有還原性，加熱條件下能與Fe2O3反應的性質，酒精奪取氧化鐵中的氧，可以得到鐵或者氧化亞鐵或者四氧化三鐵，再加上自身不充分燃燒可能生成碳，因此黑色物質可能是Fe、FeO、C和Fe3O4四種物質中的一種或幾種。

①根據信息提示：Fe和Fe3O4易被磁鐵吸引，FeO是一種黑色固體，不能被磁鐵吸引，另外碳也不能被磁鐵吸引，結合實驗現象：黑色粉末全部被磁鐵吸引，說明黑色粉末中沒有C、FeO；

②鐵能和稀鹽酸反應生成氫氣，四氧化三鐵能和稀鹽酸反應但沒有氣體生成。根據實驗現象：固體逐漸溶解，但無氣泡產生，說明黑色粉末中沒有鐵，結合實驗①的結論，可得出此黑色物質成分是：。