Question

【題目】為了探究鐵、銅及其化合物的性質，某同學設計并進行了下列兩組實驗。

實驗一：

(1)寫出在高溫加熱裝置中發(fā)生的反應的化學方程式___________

(2)虛線框處宜選擇的裝置是_____(填“甲”或“乙”)；實驗時應先將螺旋狀銅絲加熱，變黑后再趁熱迅速伸入所制得的純凈氫氣中，觀察到的實驗現(xiàn)象是_________________。

(3)實驗后，為檢驗硬質玻璃管中的固體是否含+3價的鐵元素，該同學取一定量的固體并用一定濃度的鹽酸溶解，滴加_________溶液(填試劑名稱或化學式)，沒有出現(xiàn)血紅色，說明該固體中沒有+3價的鐵元素。請你判斷該同學的結論是否正確并說明理由________

實驗二：綠礬是含有一定量結晶水的硫酸亞鐵，為測定綠礬中結晶水含量，將石英玻璃管(帶兩端開關和，設為裝置A)稱重，記為m1g。將樣品裝入石英玻璃管中，再次將裝置A稱重，記為m2g，B為干燥管。按圖連接好裝置進行實驗。

實驗步驟如下：(1)_______，(2)點燃酒精燈，加熱，(3)________，(4)_______，(5)________，(6)稱量A，重復上述操作步驟，直至A恒重，記為m3g。

(4)請將下列實驗步驟的編號填寫在對應步驟的橫線上。

a. 關閉和 b. 熄滅酒精燈 c. 打開和緩緩通入 d. 冷卻至室溫

(5)必須要進行恒重操作的原因是_______________。

(6)已知在上述實驗條件下，綠礬受熱只是失去結晶水，硫酸亞鐵本身不會分解，根據實驗記錄，計算綠礬化學式中結晶水數(shù)目X=____________(用含m1、m2、m3的列式表示)。

Answer 1

【答案】3Fe(s)＋4H2O(g) Fe3O4(s)＋4H2(g) 乙 銅絲由黑變紅 硫氰化鉀或KSCN 不正確，因為鐵過量時：Fe＋2Fe3+=3Fe2+ c b d a 確保綠礬中的結晶水已全部失去

【解析】

實驗一：（1）在高溫加熱裝置中發(fā)生的反應是鐵和水蒸氣的反應；

（2）鐵和水蒸氣反應生成的氣體為氫氣，氫氣比空氣輕；實驗時應先將螺旋狀銅絲加熱，銅和氧氣反應生成黑色的氧化銅，變黑后再趁熱迅速伸入所制得的純凈氫氣中，氫氣還原氧化銅生成銅；

（3）檢驗鐵離子的試劑可以選擇KSCN溶液，遇到鐵離子變血紅色，鐵和鐵離子反應生成亞鐵離子；

實驗二：實驗時，為避免亞鐵被氧化，應先通入氮氣，冷卻時注意關閉開關，防止氧氣進入，冷卻至室溫再稱量固體質量的變化；

（4）實驗步驟為：打開 K1 和 K2 緩緩通入 N2，點燃酒精燈，加熱，熄滅酒精燈，冷卻至室溫，關閉 K1和 K2，稱量A；
（5）為了使FeSO4晶體結晶水完全失去，保證測量結果更準確，需要進行恒重操作；
（6）直至A恒重，記為m3 g，應為FeSO4和裝置的質量，則m(FeSO4)=(m3-m1)。m(H2O)=(m2-m3)，以此計算n(H2O)、n(FeSO4)，結晶水的數(shù)目等于。

（1）在高溫加熱裝置中發(fā)生的反應是鐵和水蒸氣的反應，化學方程式是：3Fe(s)＋4H2O(g) Fe3O4(s)＋4H2(g)，故答案為：3Fe(s)＋4H2O(g) Fe3O4(s)＋4H2(g)；

（2）鐵和水蒸氣反應生成的氣體為氫氣，氫氣比空氣輕，所以虛線框處宜選擇的裝置是乙，實驗時應先將螺旋狀銅絲加熱，銅和氧氣反應生成黑色的氧化銅，變黑后再趁熱迅速伸入所制得的純凈氫氣中，氫氣還原氧化銅生成銅，現(xiàn)象是銅絲由黑變?yōu)榧t色，
故答案為：乙；銅絲由黑變紅；

（3）實驗后，為檢驗硬質玻璃管中的固體是否含+3價的鐵元素，該同學取一定量的固體并用一定濃度的鹽酸溶解，滴加 KSCN溶液，沒有出現(xiàn)血紅色，不能說明該固體中沒有+3價的鐵元素，因為若鐵過量會和生成的鐵離子反應生成亞鐵離子，Fe+2Fe3+=3Fe2+，沒有出現(xiàn)血紅色，不能說明該固體中沒有+3價的鐵元素，該同學的結論不正確，故答案為：硫氰化鉀或KSCN；不正確，因為鐵過量時：Fe＋2Fe3+=3Fe2+；

（4）實驗步驟為：打開 K1 和 K2 緩緩通入 N2，點燃酒精燈，加熱，熄滅酒精燈，冷卻至室溫，關閉 K1和 K2，稱量A，重復上述操作步驟，直至 A 恒重，記為m3 g，故答案為：c；b；d；a；

（5）只有FeSO4晶體中的結晶水完全失去，才能使測量結果更加準確，所以需要進行恒重操作，使兩次稱量的質量差小于0.1g，故答案為：確保綠礬中的結晶水已全部失去；

（6）直至A恒重，記為m3 g，應為FeSO4和裝置的質量，則m(FeSO4)=(m3-m1)，m(H2O)=(m2-m3)，則n(H2O)=、n(FeSO4)=，結晶水的數(shù)目等于==；故答案為：。