Question

14．某同學(xué)利用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行鐵跟水蒸氣反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)，并繼續(xù)研究鐵及其化合物的部分性質(zhì)．
請回答下列問題：

（1）裝置中濕棉花的作用提供水蒸氣．硬質(zhì)試管中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為3Fe+4H₂O（g）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Fe₃O₄+4H₂．
（2）該同學(xué)欲確定反應(yīng)后硬質(zhì)試管中固體物質(zhì)的成分，設(shè)計了如下實(shí)驗(yàn)方案：
①待硬質(zhì)試管冷卻后，取少許其中的固體物質(zhì)溶于稀硫酸得溶液B；
②取少量溶液B滴加KSCN溶液，若溶液變紅色則說明硬質(zhì)試管中固體物質(zhì)的成分是一定有Fe₃O₄，可能有Fe．
若溶液未變紅色，則說明硬質(zhì)試管中固體物質(zhì)的成分是Fe₃O₄和Fe．
（3）該同學(xué)按上述實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，結(jié)果溶液未變紅色，原因是：Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺．（用離子方程式表示）．
（4）該同學(xué)馬上另取少量溶液B，使其跟NaOH溶液反應(yīng)．若按如圖所示的操作，可觀察到生成白色沉淀，迅速變成灰綠色，最后變成紅褐色的現(xiàn)象，請寫出白色沉淀變成紅褐色沉淀所發(fā)生發(fā)應(yīng)的化學(xué)方程式：4Fe（OH）₂+O₂+2H₂O=4Fe（OH）₃．

Answer 1

分析 （1）依據(jù)鐵與水蒸氣高溫下反應(yīng)生成四氧化三鐵和氫氣解答；
（2）KSCN溶液溶液變紅色，說明有三價鐵離子；溶液未變紅色，說明無三價鐵離子；
（3）鐵單質(zhì)能將三價鐵離子還原成二價鐵離子；
（4）白色沉淀為氫氧化亞鐵，氫氧化亞鐵具有還原性，易被空氣中氧氣氧化生成氫氧化鐵．

解答 解：（1）鐵與水蒸氣高溫下反應(yīng)生成四氧化三鐵和氫氣，裝置中濕棉花的作用提供水蒸氣，反應(yīng)方程式：3Fe+4H₂O（g）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Fe₃O₄+4H₂；
故答案為：提供水蒸氣；   3Fe+4H₂O（g）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Fe₃O₄+4H₂；
（2）KSCN溶液溶液變紅色，說明有三價鐵離子，說明硬質(zhì)試管中固體一定有Fe₃O₄，可能有Fe；KSCN溶液未變紅色，說明無三價鐵離子，一定有Fe₃O₄和Fe，
故答案為：一定有Fe₃O₄，可能有Fe；Fe₃O₄和Fe；
（3）鐵單質(zhì)能將三價鐵離子還原成三價鐵離子離子方程式，F(xiàn)e+2Fe³⁺=3Fe²⁺，
故答案為：Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺；
（4）白色沉淀為氫氧化亞鐵，氫氧化亞鐵具有還原性，易被空氣中氧氣氧化生成氫氧化鐵，反應(yīng)的方程式：4Fe（OH）₂+O₂+2H₂O=4Fe（OH）₃；
故答案為：4Fe（OH）₂+O₂+2H₂O=4Fe（OH）₃．

點(diǎn)評 本題以鐵與水的反應(yīng)考查氧化還原反應(yīng)，明確物質(zhì)的性質(zhì)及反應(yīng)中元素的化合價變化，掌握鐵和水蒸氣反應(yīng)的原理和產(chǎn)物的檢驗(yàn)是解答的關(guān)鍵，注意不同價態(tài)鐵元素之間的轉(zhuǎn)化．