【題目】鐵不能與冷、熱水反應(yīng),但能與水蒸氣反應(yīng)。資料顯示,在不同溫度下,鐵粉與水蒸氣反應(yīng)的產(chǎn)物不同,溫度低于570 ℃時(shí),生成FeO,高于570 ℃時(shí),生成Fe3O4。某學(xué)生用如圖所示實(shí)驗(yàn)裝置,完成還原鐵粉與水蒸氣反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)。

(1)實(shí)驗(yàn)中使用肥皂液的作用是____________。

(2)甲同學(xué)為探究實(shí)驗(yàn)后試管內(nèi)的固體含有哪些物質(zhì),進(jìn)行 了下列實(shí)驗(yàn):

實(shí)驗(yàn)編號(hào)

實(shí)驗(yàn)操作

實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象

取少量黑色粉末X放入試管1中,加入鹽酸,微熱

黑色粉末逐漸溶解,溶液呈綠色;有少量氣泡產(chǎn)生

向試管1中滴加幾滴KSCN溶液,振蕩

溶液沒有出現(xiàn)紅色

根據(jù)上述實(shí)驗(yàn),能確定固體中存在的物質(zhì)有:______________________________;不能確定是否存在Fe3O4的原因是:___________________________________________。

(3)乙同學(xué)設(shè)計(jì)下列實(shí)驗(yàn)方案以確定實(shí)驗(yàn)后試管內(nèi)的固體是否存在Fe3O4

①溶液X中發(fā)生氧化還原反應(yīng)的離子方程式為___________;

②操作a_______,檢驗(yàn)沉淀是否已經(jīng)洗滌干凈的操作是___________________。

(4)丙同學(xué)將試管內(nèi)固體看做鐵的氧化物(FexO),取出6.08 g溶于足量鹽酸中,向所得溶液中通入448 mLCl2(標(biāo)準(zhǔn)狀況),恰好將Fe2+完全氧化。則x=__________。

【答案】收集并檢驗(yàn)反應(yīng)中生成的H2 Fe Fe3O4溶于鹽酸生成Fe3+,Fe反應(yīng)生成Fe2+ 2Fe2++2H++H2O2=2Fe3++2H2O 過濾、洗滌 取少量最后一次洗滌液,滴加AgNO3溶液,若無沉淀生成,則表明沉淀已洗凈;反之未洗凈 0.8

【解析】

1)如有氣體生成,則易生成氣泡;

2)鐵與鹽酸反應(yīng)有氣泡冒出;Fe3O4溶于鹽酸生成的Fe3+Fe反應(yīng)生成了Fe2+;

3)①雙氧水可將二價(jià)鐵離子氧化為三價(jià)鐵離子;

②操作a得到沉淀,為過濾操作,并洗滌,洗滌液中無氯離子,表明沉淀已洗滌干凈;

4)根據(jù)守恒法計(jì)算。

1)使用肥皂液的作用是收集并檢驗(yàn)反應(yīng)中生成的H2,反應(yīng)一段時(shí)間后,有肥皂泡吹起時(shí),用點(diǎn)燃的火柴靠近肥皂泡,當(dāng)聽到爆鳴聲時(shí),說明“鐵與水蒸氣”能夠進(jìn)行反應(yīng);

2)黑色粉末逐漸溶解,溶液呈綠色,向試管1中滴加幾滴KSCN溶液,振蕩溶液沒有出現(xiàn)紅色,說明有亞鐵離子生成;有少量氣泡產(chǎn)生,說明一定有單質(zhì)鐵;由于Fe3O4溶于鹽酸生成Fe3+,鐵離子與Fe反應(yīng)生成Fe2+,所以不能確定是否存在Fe3O4;

3)①雙氧水可將二價(jià)鐵離子氧化為三價(jià)鐵離子,離子方程式為2Fe2++2H++H2O22Fe3++2H2O;②操作a為過濾、洗滌;洗滌液中無氯離子,表明沉淀已洗滌干凈,檢驗(yàn)方法為取少量最后一次洗滌液,滴加AgNO3溶液,若無沉淀生成,表明沉淀已洗滌干凈,反之未洗凈。

4)氯氣的物質(zhì)的量是0.448L÷22.4L/mol0.02mol,反應(yīng)后鐵元素化合價(jià)升高到+3價(jià),則根據(jù)電子得失守恒可知,解得x0.8。

練習(xí)冊系列答案
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A. X、Y 形成的簡單離子的半徑大。篨<Y

B. Z的最高價(jià)氧化物的水化物為強(qiáng)酸

C. a、b和c兩兩之間均能發(fā)生化學(xué)反應(yīng)

D. Y與Z形成的化合物溶于水可促進(jìn)水的電離

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A.0.15 molL﹣1
B.0.2 molL﹣1
C.0.25 molL﹣1
D.0.30 molL﹣1

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A. (2a-c)/b B. (2a-c)/2b C. (2a-c)/3b D. (2a-c)/6b

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(1)水熱法制備Fe3O4納米顆粒的反應(yīng)中,還原劑是____________

(2)反應(yīng)的化學(xué)方程式中x=________

(3)每生成1 mol Fe3O4,反應(yīng)轉(zhuǎn)移的電子為________mol,被Fe2還原的O2的物質(zhì)的量為________mol。

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選項(xiàng)

物質(zhì)

雜質(zhì)

選擇試劑

實(shí)驗(yàn)操作

A

Al2O3

SiO2

NaOH溶液

過濾

B

FeCl2

FeCl3

Fe粉

過濾

C

CO2

SO2

澄清石灰水

洗氣

D

I2

NaCl

酒精

萃取、分液


A.A
B.B
C.C
D.D

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