Question

【題目】某研究性學習小組請你參與“研究鐵與水反應利用”實驗，并檢驗產物的性質：

（1）B中與水蒸氣發生反應的化學方程式為_____________________．

（2）D中堿石灰的作用是_____________________．

（3）E中實驗現象是______________________．

（4）上述實驗結束后，取出B中鐵粉反應后的少量固體繼續進行如下實驗：

①B中產物與稀硫酸發生的離子方程式為：______________。

②試劑A是_________________（選填字母）。

NaOH溶液 b酸性KMnO4溶液 c.酚酞d.氯水

③若用電子天平稱取鐵粉質量為0.1527g，測得生成氫氣體積為73.50mL（實驗室條件下氣體摩爾體積為24.5L/mol）.則參加反應的鐵粉占稱取鐵粉的百分數為_______（精確到0.1%）。

④有同學認為：即使得到了現象1和現象2的實驗現象，也不能確定所得固體成分為Fe3O4。你認為該同學持此看法的理由是____________。

Answer 1

【答案】3Fe+4H2O（g）Fe3O4+4H2 吸收水蒸氣，干燥氫氣 黑色固體變紅，右端管壁有水珠 Fe3O4+8H+＝2Fe3++Fe2++4H2O b 82.5% 答案一：鐵粉也可以與稀硫酸反應生成二價鐵。答案二：產物是FeO和Fe2O3的混合物也能得到現象1和現象2

【解析】

由圖可知，A中加熱提供水蒸氣，在B中發生Fe與水蒸氣的反應生成四氧化三鐵和氫氣，C為緩沖裝置，D中干燥管干燥氫氣，E為氫氣還原氧化銅的裝置，以此來解答。

（1）B中鐵與水蒸氣發生反應生成四氧化三鐵和氫氣，反應的化學方程式為3Fe+4H2O（g）Fe3O4+4H2；

（2）生成的氫氣中含有水蒸氣，與氧化銅反應之前需要除去，則D中堿石灰的作用是吸收水蒸氣，干燥氫氣；

（3）在加熱的條件下氫氣與氧化銅反應生成銅和水，則E中實驗現象是黑色固體變紅，右端管壁有水珠；

（4）①B中產物是四氧化三鐵，與稀硫酸發生的離子方程式為Fe3O4+8H+＝2Fe3++Fe2++4H2O。

②由于溶液中含有鐵離子和亞鐵離子，要檢驗亞鐵離子，可以利用其有還原性、能使酸性高錳酸鉀溶液褪色來檢驗，則試劑A是酸性KMnO4溶液，答案選b；

③生成氫氣的物質的量是0.0735L÷24.5L/mol＝0.003mol，根據方程式3Fe+4H2O（g）Fe3O4+4H2可知消耗鐵是0.003mol×3/4＝0.00225mol，質量是0.00225mol×56g/mol＝0.126g，則參加反應的鐵粉占稱取鐵粉的百分數為0.126g/0.1527g×100%≈82.5%；

④由于鐵粉也可以與稀硫酸反應生成二價鐵，另外如果產物是FeO和Fe2O3的混合物也能得到現象1和現象2，所以即使得到了現象1和現象2的實驗現象，也不能確定所得固體成分為Fe3O4。