Question

某同學(xué)利用下圖所示的實(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）硬質(zhì)試管中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為____________________________ 。
（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(jì)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)的成分一定有           ，可能有              ，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                          。
（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：                         
                                （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)。若按右圖所示的操作，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，請寫出上述白色沉淀變成紅褐色的化學(xué)方程式：                                                    。

（5）一段時(shí)間后，該同學(xué)發(fā)現(xiàn)（3）中未變紅的溶液變成紅色，說明Fe²⁺ 具有        性。由此可知，實(shí)驗(yàn)室中含F(xiàn)e²⁺的鹽溶液現(xiàn)用現(xiàn)配制的原因是                        ，并且配制含F(xiàn)e²⁺的鹽溶液時(shí)應(yīng)加入少量                  。

Answer 1

（1）3Fe + 4H₂O(g)  ＝ Fe₃O₄ + 4H₂（2分）
（2）一定有Fe₃O₄，可能有Fe（各1分）   Fe₃O₄和Fe（1分）
（3）Fe + 2Fe³⁺＝ 3Fe²⁺（2分）
（4） 4Fe(OH)₂ + O₂ + 2H₂O ＝ 4Fe(OH)₃（2分）
（5）還原   Fe²⁺易被空氣中的氧氣氧化而變質(zhì)   鐵粉 （各1分）

解析試題分析：（1）硬質(zhì)試管中發(fā)生反應(yīng)是鐵與水蒸氣的反應(yīng)，注意鐵只能生成四氧化三鐵和氫氣，不能寫出三氧化二鐵；（2）若溶液變紅色則說明溶液中有三價(jià)鐵離子，不能排除溶液中是否有亞鐵離子，所以硬質(zhì)試管中固體物質(zhì)的成分一定有Fe₃O₄,可能有Fe，若溶液未變紅色則說明溶液中無三價(jià)鐵離子，則一定有過量的鐵把三價(jià)鐵還原為二價(jià)鐵離子，硬質(zhì)試管中固體物質(zhì)的成分一定有Fe₃O₄和Fe。（3）說明過量的鐵把三價(jià)鐵還原為二價(jià)鐵，F(xiàn)e + 2Fe³⁺＝ 3Fe²⁺。（4）生成白色沉淀是氫氧化亞鐵,迅速變成灰綠色,最后變成紅褐色是氫氧化亞鐵被氧氣氧化為氫氧化鐵, FeSO₄ + 2NaOH ＝ Fe(OH)₂↓+ Na₂SO₄， 4Fe(OH)₂ + O₂ + 2H₂O ＝ 4Fe(OH)₃。（5）未變紅的溶液變成紅色，F(xiàn)e²⁺被氧化為三價(jià)鐵離子，說明具有還原性。實(shí)驗(yàn)室中含F(xiàn)e2+的鹽溶液需現(xiàn)用現(xiàn)配制的原因是易被空氣中的氧氣氧化而變質(zhì)，并且配制含F(xiàn)e²⁺的鹽溶液時(shí)應(yīng)加入少量鐵粉，可以把氧化后的三價(jià)鐵再還原成亞鐵離子。
考點(diǎn)：考查鐵與水蒸氣反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)，檢驗(yàn)二價(jià)鐵及三價(jià)鐵的方法，氫氧化亞鐵的制備，鐵三角的轉(zhuǎn)化。
點(diǎn)評：對于鐵單質(zhì)及其化合物的轉(zhuǎn)化是高中的重點(diǎn)和難點(diǎn)，經(jīng)常以離子的檢驗(yàn)、除雜、物質(zhì)的制備等題型出現(xiàn)，比較綜合，考查學(xué)生的綜合思維能力。題目難度較大。