Question

1．甲、乙兩同學(xué)在學(xué)習(xí)了鐵的性質(zhì)后．分別用如下裝置進(jìn)行“Fe粉與水蒸氣的反應(yīng)產(chǎn)物”的實(shí)驗(yàn)．

（1）甲同學(xué)用圖1所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，寫出鐵粉與H₂O蒸氣反應(yīng)的化學(xué)方程式：3Fe+4H₂O（g）$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Fe₃O₄+4H₂，簡述證明實(shí)驗(yàn)中有氫氣產(chǎn)生的實(shí)驗(yàn)操作及現(xiàn)象：有大量肥皂泡生成，部分肥皂泡浮在空中，點(diǎn)燃肥皂泡發(fā)生輕微爆炸；
（2）乙同學(xué)用圖2所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．試管a的作用是提供水蒸氣；為探究實(shí)驗(yàn)結(jié)柬后試管內(nèi)固體物質(zhì)的成分，乙同學(xué)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)后得到的黑色固體X，取出少量放人另一試管中，加人少量鹽酸，微熱	黑色粉末逐漸溶解，產(chǎn)生少量氣泡
Ⅱ	向上述實(shí)驗(yàn)得到的溶液中滴加幾滴KSCN溶液，振蕩	溶液未出現(xiàn)紅色

簡述步驟Ⅰ中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式：Fe₃O₄+8H⁺═Fe²⁺+2Fe³⁺+4H₂O，F(xiàn)e+2H⁺═Fe²⁺+H₂↑，簡述步驟Ⅱ中“溶液沒有出現(xiàn)紅色”的原因溶液中三價鐵離子可能被過量鐵還原為亞鐵離子（2Fe³⁺+Fe=3Fe²⁺）．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)鐵與水蒸氣在高溫下反應(yīng)生成四氧化三鐵和氫氣，氫氣點(diǎn)燃有爆鳴聲進(jìn)行分析；
（2）根據(jù)圖可知試管a是提供反應(yīng)需要的水蒸氣；根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象黑色粉末逐漸溶解，產(chǎn)生少量氣泡，分析出黑色粉末四氧化三鐵中還含有鐵粉，再寫出離子方程式；
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象不能確定是否存在Fe₃O₄，因?yàn)槿芤褐腥齼r鐵離子可能被過量鐵還原為亞鐵離子．

解答 解：（1）鐵與水蒸氣在高溫下反應(yīng)生成四氧化三鐵和氫氣，3Fe+4H₂O（g）$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Fe₃O₄+4H₂；證明實(shí)驗(yàn)中有氫氣產(chǎn)生的現(xiàn)象是，部分肥皂泡浮在空中，利用肥皂泡生成點(diǎn)燃發(fā)生爆炸證明是生成的氫氣，
故答案為：3Fe+4H₂O（g）$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Fe₃O₄+4H₂；有大量肥皂泡生成，部分肥皂泡浮在空中，點(diǎn)燃肥皂泡發(fā)生輕微爆炸；
（2）試管a是提供反應(yīng)需要的水蒸氣，黑色粉末逐漸溶解，產(chǎn)生少量氣泡，黑色粉末是四氧化三鐵，并且含有單質(zhì)鐵，四氧化三鐵與鹽酸反應(yīng)生成氯化亞鐵、氯化鐵、水，
所以離子方程式為：Fe₃O₄+8H⁺═Fe²⁺+2Fe³⁺+4H₂O，鐵與鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生氯化亞鐵和氫氣，離子方程式為：Fe+2H⁺═Fe²⁺+H₂↑，
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象不能確定是否存在Fe₃O₄，是因?yàn)槿芤褐腥齼r鐵離子可能被過量鐵還原為亞鐵離子，所以加入硫氰酸鉀溶液不出現(xiàn)血紅色現(xiàn)象，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為2Fe³⁺+Fe=3Fe²⁺，
故答案為：提供水蒸氣；Fe₃O₄+8H⁺═Fe²⁺+2Fe³⁺+4H₂O，F(xiàn)e+2H⁺═Fe²⁺+H₂↑；溶液中三價鐵離子可能被過量鐵還原為亞鐵離子（2Fe³⁺+Fe=3Fe²⁺）．

點(diǎn)評 本題考查鐵與水蒸氣反應(yīng)方程式的書寫，氫氣的檢驗(yàn)方法，以及金屬氧化物與鹽酸反應(yīng)生成對應(yīng)的鹽和水的知識，實(shí)驗(yàn)過程和實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象分析是解題關(guān)鍵，題目難度中等．