Question

（2010?合肥三模）新型材料納米α-Fe粉具有超強的磁性能，可用作高密度磁記錄的介質以及高效催化劑等．在不同溫度下，α-Fe粉與水蒸氣反應的固體產物不同：溫度低于570℃時，生成FeO，高于570℃時，生成Fe₃O₄．某校化學小組學生利用圖1所示裝置進行“鐵與水反應”的實驗，并探究固體產物成分（圖中夾持及尾氣處理裝置均已略去）．

（1）在高溫下，裝置B中發生反應的化學方程式是

3Fe+4H₂O（g）

高溫  .

Fe₃O₄+4H₂

．
（2）請在圖2裝置中選擇滿足虛線框圖C的氣體收集裝置

bd

．
（3）該小組同學為探究實驗結束后試管內的固體物質成分，進行了下列實驗：
【查閱資料】該小組同學通過資料得知，固體產物中一般不會同時出現三種形態混合物組合．
【提出假設】
假設1：全部為氧化亞鐵；
假設2：全部為四氧化三鐵；
假設3：鐵和氧化亞鐵混合物；
假設4：鐵和四氧化三兒混合物；
假設5：

氧化亞鐵和四氧化三鐵混合物

．
【設計方案】小組成員討論后對假設4提出實驗方案（不要在答題卡上作答）
【實驗過程】
根據上述設計的方案進行實驗．在答題卡上按下表的格式寫出實驗步驟、預期現象與結論．

實驗步驟	實驗操作	實驗現象
Ⅰ	將反應后得到黑色粉末X（假定為均勻的），取出少量放入另一試管中，加入適量鹽酸，微熱	黑色粉末全部溶解，溶液呈 淺綠色 ，有少量氣泡產生
Ⅱ	向實驗Ⅰ中得到的溶液加幾滴KSCN溶液，振蕩	溶液不顯血紅色

【交流討論】①實驗步驟Ⅱ加入 KSCN后溶液不顯血紅色的原因

無Fe³⁺

．
②繼續向Ⅱ溶液中加稀硝酸，立即出現血色，寫出該過程中發生變化的離子方程式

3Fe²⁺+4H⁺+NO₃^-═3Fe³⁺+NO↑+2H₂O，Fe³⁺+3SCN^-═Fe（SCN）₃

．

Answer 1

分析：（1）鐵與水蒸氣反應生成四氧化三鐵和氫氣；
（2）氫氣難溶于水；
（3）可能是氧化亞鐵和四氧化三鐵混合物；黑色粉末X為氧化亞鐵；
【交流討論】①KSCN溶液遇Fe³⁺呈血紅色；
②稀硝酸有強氧化性，能將二價鐵離子氧化為三價鐵離子．

解答：解：（1）鐵與水蒸氣反應生成四氧化三鐵和氫氣，故答案為：3Fe+4H₂O（g）

高溫  .

Fe₃O₄+4H₂；
（2）氫氣難溶于水，可用排水法收集，bd為排水法，故答案為：bd；
（3）可能是氧化亞鐵和四氧化三鐵混合物；黑色粉末X為氧化亞鐵與鹽酸反應得到氯化亞鐵為淺綠色，故答案為：氧化亞鐵和四氧化三鐵混合物；淺綠色；
【交流討論】①加入KSCN后溶液不顯血紅色說明無Fe³⁺，故答案為：無Fe³⁺；
②稀硝酸有強氧化性，能將二價鐵離子氧化為三價鐵離子，該過程中發生變化的離子方程式為：3Fe²⁺+4H⁺+NO₃^-═3Fe³⁺+NO↑+2H₂O，Fe³⁺+3SCN^-═Fe（SCN）₃，
故答案為：3Fe²⁺+4H⁺+NO₃^-═3Fe³⁺+NO↑+2H₂O，Fe³⁺+3SCN^-═Fe（SCN）₃．

點評：本題考查鐵及其化合物的性質實驗，難度不大，注意二價鐵離子、三價鐵離子的轉化．