Question

19．某研究性學習小組請你參與“研究鐵與水反應所得固體物質的成分、性質及再利用”實驗探究，并共同解答下列問題：
探究一　設計如圖所示裝置進行“鐵與水反應”的實驗（夾持儀器略）．

（1）硬質玻璃管B中發(fā)生反應的化學方程式為3Fe+4H₂O（g）$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Fe₃O₄+4H₂．
（2）反應前A中投放碎瓷片的目的是防止暴沸．
（3）裝置E中的現(xiàn)象是黑色固體變紅，右端管壁有水珠．
探究二　設計如下實驗方案確定反應后硬質玻璃管B中黑色固體的成分．
（4）待硬質玻璃管B冷卻后，取少許其中的固體物質溶于稀硫酸后，將所得溶液分成兩份．
①一份滴加幾滴KSCN溶液．若溶液變血紅色，推斷硬質玻璃管B中固體物質的成分為A（選填序號，下同）；若溶液未變血紅色，推斷硬質玻璃管B中固體物質的成分為B．
A．一定有Fe₃O₄  B．一定有Fe    C．只有Fe₃O₄   D．只有Fe
②另一份用膠頭滴管滴加酸性KMnO₄溶液，若溶液褪色，可以證明溶液中存在Fe²⁺（填離子符號）．
③下列試劑中，不能使Fe³⁺轉化為Fe²⁺的是A C D
A．氯氣　B．Fe　C．H₂O₂ 　D．稀硝酸　E．Cu．

Answer 1

分析 （1）鐵與水蒸氣在高溫下反應生成四氧化三鐵和氫氣，據(jù)此寫出反應的化學方程式；
（2）給液體加熱時容易發(fā)生暴沸現(xiàn)象，加入碎瓷片可防止暴沸；
（3）裝置E中氫氣還原黑色的氧化銅，反應生成紅色的銅單質和水；
（4）①鐵離子和KSCN反應生成絡合物而使溶液呈血紅色，亞鐵離子和KSCN不反應；
②據(jù)酸性高錳酸鉀溶液具有氧化，亞鐵離子具有還原性分析；
③據(jù)Fe³⁺轉化為Fe²⁺得Fe³⁺作氧化劑，分析得應加還原劑．

解答 解：（1）硬質管中鐵與水蒸氣在高溫下反應生成四氧化三鐵和氫氣，反應的化學方程式為：3Fe+4H₂O（g）$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Fe₃O₄+4H₂
故答案為3Fe+4H₂O（g）$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Fe₃O₄+4H₂
（2）液體加熱時容易發(fā)生暴沸現(xiàn)象，加入碎瓷片的作用是防止暴沸，故答案為：防止暴沸；
（3）裝置E中發(fā)生反應為：H₂+CuO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Cu+H₂O，則反應現(xiàn)象是：黑色固體變紅，右端管壁有水珠，
故答案為：黑色固體變紅，右端管壁有水珠；
（4）①鐵離子和KSCN反應生成絡合物而使溶液呈血紅色，亞鐵離子和KSCN不反應，向溶液中加入KSCN溶液呈紅色，說明含有四氧化三鐵，可能含有Fe；鐵離子和Fe反應生成亞鐵離子，不變紅色說明固體中含有Fe，
故答案為：A；B；
②亞鐵離子具有還原性，能被酸性高錳酸鉀溶液氧化，所以可以用酸性高錳酸鉀溶液檢驗亞鐵離子，故答案為：Fe²⁺；
③使Fe³⁺變?yōu)镕e²⁺是化合價降低，得電子，發(fā)生還原反應，所以應加還原劑，其中Fe、Cu為還原劑，故答案為：AC．

點評 本題通過鐵及其化合物性質考查了探究物質組成、測量物質含量的方法，題目難度中等，注意掌握探究實驗的設計方法，明確鐵及其化合物性質，試題涉及知識點較多、綜合性較強，充分考查學生的分析、理解能力及化學實驗、進行計算能力．