Question

王老師在用酒精噴燈做“鐵與水蒸氣反應”后，該校高一化學研究性小組同學對得到的黑色固體物質(zhì)進行了如下實驗：

（1）甲同學認為：該黑色固體為四氧化三鐵。請寫出黑色固體溶于稀鹽酸的化學方程式____________；

（2）乙同學提出：根據(jù)上述實驗現(xiàn)象甲同學的觀點不可靠，理由是__________；

（3）深紅色溶液C放置一段時間后，發(fā)現(xiàn)紅色褪去。關于溶液褪色的原因，同學們紛紛猜想：

假設一：氯水有強氧化性，將溶液中的SCN—氧化；

假設二：空氣中有還原性物質(zhì)，將 ；

假設三：氯水有極強的氧化性，將 ；

基于假設一，為驗證合理與否，可選用試劑：濃硫酸、1.0mol·L-1HNO3、1.0mol·L-1鹽酸、1.0mol·L-1NaOH、0.lmol·L-1FeC13、0.lmol·L-1 CuSO4、20%KSCN、蒸餾水。

實驗操作	預期現(xiàn)象	結論
取少量褪色后的溶液，		說明假設一是合理的

 

（4）乙同學用酒精燈加熱做鐵與水蒸氣反應的實驗，也得到了黑色固體，它不能被磁鐵吸引，當加入鹽酸溶解該固體時，溶液呈淺綠色，再滴加KSCN溶液不變色。由此她認為生成該固體的化學方程式為 。

 

Answer 1

（1）Fe3O4+8HCl=2FeCl3+FeCl2+4H2O

（2）該固體不一定只是Fe3O4，當黑色固體是Fe3O4和FeO，或Fe3O4和Fe，或Fe3O4、FeO和Fe時，也都有上述現(xiàn)象。

（3）溶液中的Fe3+被還原為Fe2+ 溶液中的+3鐵被氧化成更高價態(tài)的鐵

實驗操作	預期現(xiàn)象
取少量褪色的溶液，滴加20%KSCN溶液	如果溶液變紅色
或取少量褪色后的溶液，加入0.1mol/LFeCl3溶液	或如果溶液不變紅色

 

（4）Fe+H2O=FeO+H2

【解析】（1）四氧化三鐵可以寫作Fe2O3·FeO，所以四氧化三鐵與鹽酸反應的化學方程式為Fe3O4+8HCl＝2FeCl3+FeCl2+4H2O。

（2）由于該黑色固體不一定只是Fe3O4，當黑色固體是Fe3O4和FeO，或Fe3O4和Fe，或Fe3O4、FeO時，也都有上述現(xiàn)象，所以結論是不準確的。

（3）溶液顯紅色，是因為Fe3+離子與SCN-反應而顯色。如果紅色逐漸褪色，則可能的原因是氯水有強氧化性，將溶液中SCN-氧化；或者空氣中有還原性物質(zhì)，將溶液中Fe3+還原為Fe2+；或者氯水有極強的氧化性，將溶液中的+3價鐵氧化為更高的價態(tài)。如果是由于氯水有強氧化性，將溶液中的SCN-氧化，則可以向反應后的溶液中繼續(xù)加入足量的KSCN溶液，如果溶液顯紅色，則說明假設1是正確的。或者取少量褪色后的溶液，加入加入0.1mol/LFeCl3溶液，如果溶液不變紅色，則假設1是正確的。

（4）不能被磁鐵吸收，說明沒有鐵。當加入鹽酸溶解該固體時，溶液呈淺綠色，再滴加KSCN溶液不變色，這說明溶液中含有Fe2+，因此黑色固體是FeO。故，

Fe+H2O=FeO+H2。