Question

【題目】紅熱的鐵能與水蒸氣反應(yīng)，有氫氣生成，現(xiàn)用如圖所示裝置進(jìn)行鐵在高溫下與水蒸氣反應(yīng)的實驗，并用簡單的方法收集、檢驗生成的氫氣。請回答下列問題：

(1)寫出鐵在高溫下與水蒸氣反應(yīng)的化學(xué)方程式：____________________________。

(2)干燥管C中盛放的是堿石灰，其作用是___________________。

(3)把B中反應(yīng)后的產(chǎn)物加入足量的鹽酸，用該溶液制取FeCl3·6H2O晶體。

①欲檢驗溶液中含有Fe3+，選用的試劑為____________，現(xiàn)象是______________________。

②該實驗小組同學(xué)用上述試劑沒有檢測到Fe3+，用離子方程式解釋濾液中不存在Fe3+可能的的原因：_________________。

③將此濾液中FeCl2完全氧化為FeCl3最好選擇下列物質(zhì)中的_______。

A.酸性KMnO4溶液 B.Cl2 C.Na2O2 D.FeCl3

Answer 1

【答案】3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2 吸收水蒸氣(或干燥H2) KSCN溶液 溶液變紅 2Fe3++Fe=3Fe2+ B

【解析】

本實驗是利用紅熱的鐵能與高溫水蒸氣反應(yīng)，用簡單的方法收集、檢驗生成的氫氣。實驗原理是3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2，該方法制取的氫氣中含有大量的水蒸氣，在收集氫氣前必須干燥。反應(yīng)后硬質(zhì)玻璃管中的固體成分有兩種可能：只有四氧化三鐵或四氧化三鐵與鐵的混合物。加足量鹽酸溶解固體時發(fā)生的反應(yīng)有Fe3O4+8H+=2Fe3++Fe2++4H2O，2Fe3++Fe=3Fe2+。檢驗Fe3+的試劑是硫氰化鉀溶液，為不引入新的雜質(zhì)應(yīng)選用Cl2將FeCl2氧化為FeCl3。由此分析。

(1)高溫條件下鐵能將水蒸氣中氫元素置換生成氫氣和四氧化三鐵，化學(xué)方程式為3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2。

(2)為防止收集的氫氣中含有水蒸氣，用裝有堿石灰的干燥管吸收未反應(yīng)的水蒸氣，所以干燥管C的作用是吸收水蒸氣(或干燥氫氣)。

(3) B中反應(yīng)后的固體物質(zhì)可能是四氧化三鐵或四氧化三鐵和鐵的混合物，加足量的鹽酸可能發(fā)生的反應(yīng)有Fe3O4+8H+=2Fe3++Fe2++4H2O，2Fe3++Fe=3Fe2+。①Fe3+的檢驗常用KSCN溶液，如果溶液變紅證明含有Fe3+。②如果剩余的鐵過量，Fe3+全部被鐵還原為Fe2+時，加入的KSCN溶液就不會變紅，溶液中就不存在Fe3+，其離子方程式是2Fe3++Fe=3Fe2+。③為了使最后得到的FeCl3·6H2O晶體盡量少含雜質(zhì)，應(yīng)該選用Cl2，2FeCl2+Cl2=2FeCl3，答案選B。