Question

6．某研究性學(xué)習(xí)小組請(qǐng)你參與“研究鐵與水反應(yīng)所得固體物質(zhì)的成分、性質(zhì)及再利用”實(shí)驗(yàn)探究，并共同解答下列問題：
探究一　設(shè)計(jì)如圖1所示裝置進(jìn)行“鐵與水反應(yīng)”的實(shí)驗(yàn)．
（1）硬質(zhì)玻璃管B中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為3Fe+4H₂O$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Fe₃O₄+4H₂↑．
（2）裝置A的作用是提供反應(yīng)所需水蒸氣．
（3）裝置E中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為H₂+CuO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Cu+H₂O．
探究二　設(shè)計(jì)如下實(shí)驗(yàn)方案確定反應(yīng)后硬質(zhì)玻璃管B中黑色固體的成分．
（4）待硬質(zhì)玻璃管B冷卻后，取少許其中的固體物質(zhì)溶于稀硫酸后，將所得溶液分成兩份．
（5）一份滴加幾滴KSCN溶液．若溶液變血紅色，推斷硬質(zhì)玻璃管B中固體物質(zhì)的成分為②（選填序號(hào)，下同）；若溶液未變血紅色，推斷硬質(zhì)玻璃管B中固體物質(zhì)的成分為①．
①一定有Fe�、谝欢ㄓ蠪e₃O₄�、壑挥蠪e₃O₄�、苤挥蠪e
（6）另一份用膠頭滴管（填儀器名稱）加入酸性高錳酸鉀溶液，可以證明溶液中存在Fe²⁺．
探究三　設(shè)計(jì)如圖2流程測定反應(yīng)后硬質(zhì)玻璃管B中固體含元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．
（7）試劑b的化學(xué)式是NaOH．
（8）計(jì)算反應(yīng)前B裝置中氧元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為22.2%．

Answer 1

分析 （1）B中Fe與水蒸氣高溫下反應(yīng)生成四氧化三鐵和氫氣；
（2）裝置A中加熱水；
（3）E中氫氣還原CuO；
（4）Fe、四氧化三鐵均溶于酸；
（5）滴加幾滴KSCN溶液．若溶液變血紅色，可知含鐵離子，若溶液未變血紅色，則一定發(fā)生Fe與鐵離子的反應(yīng)；
（6）亞鐵離子具有還原性；
（7）由流程可知，混合物溶于酸后，氯氣將亞鐵離子氧化為鐵離子，加試劑b為堿生成氫氧化鐵沉淀；
（8）紅褐色固體為氧化鐵，其物質(zhì)的量為$\frac{32g}{160g/mol}$=0.2mol，由Fe原子守恒可知，B中Fe元素的質(zhì)量為0.2mol×2×56g/mol=22.4g，以此計(jì)算．

解答 解：（1）B中Fe與水蒸氣高溫下反應(yīng)生成四氧化三鐵和氫氣，反應(yīng)為3Fe+4H₂O $\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Fe₃O₄+4H₂↑，
故答案為：3Fe+4H₂O $\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Fe₃O₄+4H₂↑；
（2）裝置A中加熱水，則作用為提供反應(yīng)所需水蒸氣，
故答案為：提供反應(yīng)所需水蒸氣；
（3）E中氫氣還原CuO，反應(yīng)為H₂+CuO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Cu+H₂O，
故答案為：H₂+CuO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Cu+H₂O；
（4）Fe、四氧化三鐵均溶于酸，則固體溶于稀硫酸，故答案為：稀硫酸；
（5）滴加幾滴KSCN溶液．若溶液變血紅色，可知含鐵離子，若溶液未變血紅色，則一定發(fā)生Fe與鐵離子的反應(yīng)，則一份滴加幾滴KSCN溶液．若溶液變血紅色，推斷硬質(zhì)玻璃管B中固體物質(zhì)的成分為②；若溶液未變血紅色，推斷硬質(zhì)玻璃管B中固體物質(zhì)的成分為①，
故答案為：②；①；
（6）亞鐵離子具有還原性，則另一份用膠頭滴管加入酸性高錳酸鉀溶液，可以證明溶液中存在Fe²⁺，
故答案為：膠頭滴管、酸性高錳酸鉀溶液；
（7）由流程可知，混合物溶于酸后，氯氣將亞鐵離子氧化為鐵離子，加試劑b為堿生成氫氧化鐵沉淀，試劑b為NaOH，故答案為：NaOH；
（8）紅褐色固體為氧化鐵，其物質(zhì)的量為$\frac{32g}{160g/mol}$=0.2mol，由Fe原子守恒可知，B中Fe元素的質(zhì)量為0.2mol×2×56g/mol=22.4g，反應(yīng)前B裝置中氧元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為$\frac{28.8g-22.4g}{28.8g}$×100=22.2%，
故答案為：22.2%．

點(diǎn)評(píng) 本題考查物質(zhì)的性質(zhì)實(shí)驗(yàn)，為高頻考點(diǎn)，把握物質(zhì)的性質(zhì)、發(fā)生的反應(yīng)、離子檢驗(yàn)、含量計(jì)算等為解答的關(guān)鍵，側(cè)重分析與實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ目疾�，綜合性較強(qiáng)，題目難度不大．