Question

查閱資料：在不同溫度下，納米級(jí)Fe粉與水蒸氣反應(yīng)的固體產(chǎn)物不同：溫度低于570℃時(shí)生成FeO，高于570℃時(shí)生成Fe₃O₄．甲同學(xué)用圖1所示裝置進(jìn)行納米級(jí)Fe粉與水蒸氣的實(shí)驗(yàn)：

（1）該裝置中納米級(jí)Fe粉與水蒸氣反應(yīng)的化學(xué)方程式是

 

．
（2）裝置C的作用是

 

．
（3）乙同學(xué)為探究實(shí)驗(yàn)結(jié)束后試管內(nèi)的固體物質(zhì)成分，進(jìn)行了下列實(shí)驗(yàn)：

實(shí)驗(yàn)步驟	實(shí)驗(yàn)操作	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象
Ⅰ	將反應(yīng)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，加入少量鹽酸，微熱	黑色粉末逐漸溶解，溶液呈淺綠色；有少量氣泡產(chǎn)生
Ⅱ	向上述溶液中滴加幾滴KSCN溶液，振蕩	溶液沒有出現(xiàn)血紅色

乙同學(xué)認(rèn)為該條件下反應(yīng)的固體產(chǎn)物為FeO．丙同學(xué)認(rèn)為該結(jié)論不正確，他的理由是

 

（用離子方程式表示）．
（4）丁同學(xué)稱取5.60gFe粉，用乙的裝置反應(yīng)一段時(shí)候后，停止加熱．將試管內(nèi)的固體物質(zhì)在干燥器中冷卻后，稱得質(zhì)量為6.88g．然后將冷卻后的固體物質(zhì)與足量FeCl₃溶液充分反應(yīng)，消耗FeCl₃ 0.08mol．丁同學(xué)實(shí)驗(yàn)的固體產(chǎn)物為

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：性質(zhì)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì),實(shí)驗(yàn)裝置綜合

專題：實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題

分析：（1）Fe粉與水蒸氣在高溫下反應(yīng)生成Fe₃O₄和氫氣；
（2）裝置C用于制備水蒸氣；
（3）如鐵粉過量，則不能生成Fe³⁺；
（4）鐵和水蒸氣反應(yīng)生成四氧化三鐵和氫氣，結(jié)合固體質(zhì)量分析判斷生成物成分．

解答： 解：（1）Fe粉與水蒸氣在高溫下反應(yīng)生成Fe₃O₄和氫氣，方程式為3Fe+4H₂O（g）

高溫  .

Fe₃O₄+4H₂，
故答案為：3Fe+4H₂O（g）

高溫  .

Fe₃O₄+4H₂；
（2）反應(yīng)物為鐵和水蒸氣，則裝置C用于制備水蒸氣，故答案為：制取水蒸氣；
（3）如鐵粉過量，鐵離子能與鐵反應(yīng)生成亞鐵離子，反應(yīng)方程式為：2Fe³⁺+Fe=3Fe²⁺，不能確定是否為FeO，故答案為：2Fe³⁺+Fe=3 Fe²⁺；
（4）3Fe+4H₂O═Fe₃O₄ +4H₂ Fe的質(zhì)量為5.6g，則n（Fe）=0.1mol，如果這些Fe完全和水蒸氣反應(yīng)，那么應(yīng)該生成

0.1

3

mol 的Fe₃O₄，m（Fe₃O₄）=

0.1

3

×M（Fe₃O₄）=7.73g，但是現(xiàn)在只產(chǎn)生了 6.88g 的 固體，就表明 Fe 沒有完全反應(yīng)，還有剩余，則固體產(chǎn)物為Fe₃O₄、Fe，
故答案為：Fe₃O₄、Fe．

點(diǎn)評(píng)：本題考查性質(zhì)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)，為高頻考點(diǎn)，側(cè)重于學(xué)生的分析能力、實(shí)驗(yàn)?zāi)芰�和�?jì)算能力的考查，把握高溫下鐵與水反應(yīng)及實(shí)驗(yàn)中裝置的作用為解答的關(guān)鍵，題目難度中等．