Question

【題目】為了探究鐵、銅及其化合物的性質(zhì)，某同學(xué)設(shè)計(jì)并進(jìn)行了下列兩組實(shí)驗(yàn)。

實(shí)驗(yàn)一：

(1)寫出在高溫加熱裝置中發(fā)生的反應(yīng)的化學(xué)方程式___________

(2)虛線框處宜選擇的裝置是_____(填“甲”或“乙”)；實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)先將螺旋狀銅絲加熱，變黑后再趁熱迅速伸入所制得的純凈氫氣中，觀察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是_________________。

(3)實(shí)驗(yàn)后，為檢驗(yàn)硬質(zhì)玻璃管中的固體是否含+3價(jià)的鐵元素，該同學(xué)取一定量的固體并用一定濃度的鹽酸溶解，滴加_________溶液(填試劑名稱或化學(xué)式)，沒有出現(xiàn)血紅色，說明該固體中沒有+3價(jià)的鐵元素。請你判斷該同學(xué)的結(jié)論是否正確并說明理由________

實(shí)驗(yàn)二：綠礬是含有一定量結(jié)晶水的硫酸亞鐵，為測定綠礬中結(jié)晶水含量，將石英玻璃管(帶兩端開關(guān)和，設(shè)為裝置A)稱重，記為m1g。將樣品裝入石英玻璃管中，再次將裝置A稱重，記為m2g，B為干燥管。按圖連接好裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

實(shí)驗(yàn)步驟如下：(1)_______，(2)點(diǎn)燃酒精燈，加熱，(3)________，(4)_______，(5)________，(6)稱量A，重復(fù)上述操作步驟，直至A恒重，記為m3g。

(4)請將下列實(shí)驗(yàn)步驟的編號填寫在對應(yīng)步驟的橫線上。

a. 關(guān)閉和 b. 熄滅酒精燈 c. 打開和緩緩?fù)ㄈ?/span> d. 冷卻至室溫

(5)必須要進(jìn)行恒重操作的原因是_______________。

(6)已知在上述實(shí)驗(yàn)條件下，綠礬受熱只是失去結(jié)晶水，硫酸亞鐵本身不會分解，根據(jù)實(shí)驗(yàn)記錄，計(jì)算綠礬化學(xué)式中結(jié)晶水?dāng)?shù)目X=____________(用含m1、m2、m3的列式表示)。

Answer 1

【答案】3Fe(s)＋4H2O(g) Fe3O4(s)＋4H2(g) 乙 銅絲由黑變紅 硫氰化鉀或KSCN 不正確，因?yàn)殍F過量時(shí)：Fe＋2Fe3+=3Fe2+ c b d a 確保綠礬中的結(jié)晶水已全部失去

【解析】

實(shí)驗(yàn)一：（1）在高溫加熱裝置中發(fā)生的反應(yīng)是鐵和水蒸氣的反應(yīng)；

（2）鐵和水蒸氣反應(yīng)生成的氣體為氫氣，氫氣比空氣輕；實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)先將螺旋狀銅絲加熱，銅和氧氣反應(yīng)生成黑色的氧化銅，變黑后再趁熱迅速伸入所制得的純凈氫氣中，氫氣還原氧化銅生成銅；

（3）檢驗(yàn)鐵離子的試劑可以選擇KSCN溶液，遇到鐵離子變血紅色，鐵和鐵離子反應(yīng)生成亞鐵離子；

實(shí)驗(yàn)二：實(shí)驗(yàn)時(shí)，為避免亞鐵被氧化，應(yīng)先通入氮?dú)�，冷卻時(shí)注意關(guān)閉開關(guān)，防止氧氣進(jìn)入，冷卻至室溫再稱量固體質(zhì)量的變化；

（4）實(shí)驗(yàn)步驟為：打開 K1 和 K2 緩緩?fù)ㄈ?/span> N2，點(diǎn)燃酒精燈，加熱，熄滅酒精燈，冷卻至室溫，關(guān)閉 K1和 K2，稱量A；
（5）為了使FeSO4晶體結(jié)晶水完全失去，保證測量結(jié)果更準(zhǔn)確，需要進(jìn)行恒重操作；
（6）直至A恒重，記為m3 g，應(yīng)為FeSO4和裝置的質(zhì)量，則m(FeSO4)=(m3-m1)。m(H2O)=(m2-m3)，以此計(jì)算n(H2O)、n(FeSO4)，結(jié)晶水的數(shù)目等于。

（1）在高溫加熱裝置中發(fā)生的反應(yīng)是鐵和水蒸氣的反應(yīng)，化學(xué)方程式是：3Fe(s)＋4H2O(g) Fe3O4(s)＋4H2(g)，故答案為：3Fe(s)＋4H2O(g) Fe3O4(s)＋4H2(g)；

（2）鐵和水蒸氣反應(yīng)生成的氣體為氫氣，氫氣比空氣輕，所以虛線框處宜選擇的裝置是乙，實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)先將螺旋狀銅絲加熱，銅和氧氣反應(yīng)生成黑色的氧化銅，變黑后再趁熱迅速伸入所制得的純凈氫氣中，氫氣還原氧化銅生成銅，現(xiàn)象是銅絲由黑變?yōu)榧t色，
故答案為：乙；銅絲由黑變紅；

（3）實(shí)驗(yàn)后，為檢驗(yàn)硬質(zhì)玻璃管中的固體是否含+3價(jià)的鐵元素，該同學(xué)取一定量的固體并用一定濃度的鹽酸溶解，滴加 KSCN溶液，沒有出現(xiàn)血紅色，不能說明該固體中沒有+3價(jià)的鐵元素，因?yàn)槿翳F過量會和生成的鐵離子反應(yīng)生成亞鐵離子，Fe+2Fe3+=3Fe2+，沒有出現(xiàn)血紅色，不能說明該固體中沒有+3價(jià)的鐵元素，該同學(xué)的結(jié)論不正確，故答案為：硫氰化鉀或KSCN；不正確，因?yàn)殍F過量時(shí)：Fe＋2Fe3+=3Fe2+；

（4）實(shí)驗(yàn)步驟為：打開 K1 和 K2 緩緩?fù)ㄈ?/span> N2，點(diǎn)燃酒精燈，加熱，熄滅酒精燈，冷卻至室溫，關(guān)閉 K1和 K2，稱量A，重復(fù)上述操作步驟，直至 A 恒重，記為m3 g，故答案為：c；b；d；a；

（5）只有FeSO4晶體中的結(jié)晶水完全失去，才能使測量結(jié)果更加準(zhǔn)確，所以需要進(jìn)行恒重操作，使兩次稱量的質(zhì)量差小于0.1g，故答案為：確保綠礬中的結(jié)晶水已全部失去；

（6）直至A恒重，記為m3 g，應(yīng)為FeSO4和裝置的質(zhì)量，則m(FeSO4)=(m3-m1)，m(H2O)=(m2-m3)，則n(H2O)=、n(FeSO4)=，結(jié)晶水的數(shù)目等于==；故答案為：。