Question

【題目】鐵不能與冷、熱水反應,但能與水蒸氣反應。資料顯示，在不同溫度下，鐵粉與水蒸氣反應的產物不同，溫度低于570 ℃時,生成FeO，高于570 ℃時，生成Fe3O4。某學生用如圖所示實驗裝置，完成還原鐵粉與水蒸氣反應的實驗。

（1）實驗中使用肥皂液的作用是____________。

（2）甲同學為探究實驗后試管內的固體含有哪些物質,進行 了下列實驗:

實驗編號	實驗操作	實驗現象
①	取少量黑色粉末X放入試管1中，加入鹽酸,微熱	黑色粉末逐漸溶解，溶液呈綠色；有少量氣泡產生
②	向試管1中滴加幾滴KSCN溶液，振蕩	溶液沒有出現紅色

根據上述實驗,能確定固體中存在的物質有：______________________________；不能確定是否存在Fe3O4的原因是：___________________________________________。

（3）乙同學設計下列實驗方案以確定實驗后試管內的固體是否存在Fe3O4。

①溶液X中發生氧化還原反應的離子方程式為___________；

②操作a為_______，檢驗沉淀是否已經洗滌干凈的操作是___________________。

（4）丙同學將試管內固體看做鐵的氧化物（FexO），取出6.08 g溶于足量鹽酸中，向所得溶液中通入448 mLCl2（標準狀況），恰好將Fe2+完全氧化。則x=__________。

Answer 1

【答案】收集并檢驗反應中生成的H2 Fe Fe3O4溶于鹽酸生成Fe3+,與Fe反應生成Fe2+ 2Fe2++2H++H2O2=2Fe3++2H2O 過濾、洗滌 取少量最后一次洗滌液，滴加AgNO3溶液，若無沉淀生成，則表明沉淀已洗凈；反之未洗凈 0.8

【解析】

（1）如有氣體生成，則易生成氣泡；

（2）鐵與鹽酸反應有氣泡冒出；Fe3O4溶于鹽酸生成的Fe3+與Fe反應生成了Fe2+；

（3）①雙氧水可將二價鐵離子氧化為三價鐵離子；

②操作a得到沉淀，為過濾操作，并洗滌，洗滌液中無氯離子，表明沉淀已洗滌干凈；

（4）根據守恒法計算。

（1）使用肥皂液的作用是收集并檢驗反應中生成的H2，反應一段時間后，有肥皂泡吹起時，用點燃的火柴靠近肥皂泡，當聽到爆鳴聲時，說明“鐵與水蒸氣”能夠進行反應；

（2）黑色粉末逐漸溶解，溶液呈綠色，向試管1中滴加幾滴KSCN溶液，振蕩溶液沒有出現紅色，說明有亞鐵離子生成；有少量氣泡產生，說明一定有單質鐵；由于Fe3O4溶于鹽酸生成Fe3+，鐵離子與Fe反應生成Fe2+，所以不能確定是否存在Fe3O4；

（3）①雙氧水可將二價鐵離子氧化為三價鐵離子，離子方程式為2Fe2++2H++H2O2＝2Fe3++2H2O；②操作a為過濾、洗滌；洗滌液中無氯離子，表明沉淀已洗滌干凈，檢驗方法為取少量最后一次洗滌液，滴加AgNO3溶液，若無沉淀生成，表明沉淀已洗滌干凈，反之未洗凈。

（4）氯氣的物質的量是0.448L÷22.4L/mol＝0.02mol，反應后鐵元素化合價升高到+3價，則根據電子得失守恒可知，解得x＝0.8。