Question

【題目】某研究性學習小組對還原鐵粉與水蒸氣的反應及產物進行科學探究，其反應原為：3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2，Fe3O4+8HCl(濃)FeCl2+2FeCl3+4H2O。

根據如圖所示實驗裝置，同學們進行了還原鐵粉與水蒸氣反應的實驗。

試回答下列問題：

（1）實驗中使用肥皂液檢驗的產物是___；圖中濕棉花的作用是___；

（2）甲組同學為了進一步確定反應是否發生，對實驗后試管內殘留黑色固體的成分進行了下列實驗探究：

實驗序號	實驗操作	實驗現象
①	取少量殘留黑色固體放入燒杯中，加入足量濃鹽酸，微熱	黑色固體逐漸溶解，有氣泡產生，溶液呈淺綠色。
②	向上述燒杯中滴加幾滴KSCN溶液，充分振蕩	溶液沒有出現血紅色

根據上述實驗，他們不能完全確定殘留固體的成分，但肯定能確定殘留黑色固體中含有的一種物質是___；

（3）乙組同學也進行了下列實驗探究以證明實驗后試管內殘留黑色固體是否存在Fe3O4。

實驗序號	實驗操作	實驗現象
①	稱取14.4g殘留黑色固體放入燒杯中，加入足量濃鹽酸，微熱	黑色固體逐漸溶解，有氣泡產生，溶液呈淺綠色。
②	向上述燒杯中加入足量的氯水，充分振蕩	溶液呈黃色
③	向上述燒杯中加入足量NaOH溶液，過濾、洗滌、干燥、稱量	得到21.4g紅褐色固體

請根據乙組同學的實驗操作和現象，你認為殘留黑色固體中一定___(填“存在”或“不存在”)Fe3O4。

Answer 1

【答案】氫氣或H2 提供水蒸氣 鐵或Fe 存在

【解析】

(1)該反應進行產生氫氣，反應的原料需要水蒸氣；

(2)鐵與鹽酸反應有氣泡冒出；

(3)殘留黑色固體,假設全是鐵，進過系列反應，生成的21.4g紅褐色固體為Fe(OH)3，根據守恒法計算，如果相等，證明只有鐵，如果不相等，則有Fe3O4。

(1)使用肥皂液的作用是收集并檢驗反應中生成的H2，故答案為氫氣或H2；反應的原料需要水蒸氣，濕棉花可提供水，故答案為：提供水蒸氣；

(2)加入足量濃鹽酸，黑色粉末逐漸溶解，溶液呈綠色，有少量氣泡產生，說明一定有單質鐵，故答案為鐵或Fe；

(3)Fe~ Fe(OH)3，根據守恒法計算，生成的21.4g紅褐色固體為Fe(OH)3，需要鐵的質量==11.2g，而實際上稱取14.4g殘留黑色固體，故存在Fe3O4，故答案為存在。