Question

1．某研究小組為了探究“鐵與水蒸氣”能否發(fā)生反應(yīng)及反應(yīng)的產(chǎn)物，進(jìn)行了下列實(shí)驗(yàn)．

（1）用如圖K8-2所示實(shí)驗(yàn)裝置，在硬質(zhì)玻璃管中放入還原鐵粉和石棉絨的混合物，加熱并通入水蒸氣，就可以完成高溫下“Fe與水蒸氣的反應(yīng)實(shí)驗(yàn)”（石棉絨是耐高溫材料，不與水反應(yīng)）．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)肥皂泡破裂，有爆鳴聲或“噗”的聲音（填實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象）時(shí)，
說明“鐵與水蒸氣”能夠進(jìn)行反應(yīng)．
（2）為了證明反應(yīng)后的固體混合物中含有+3價(jià)的Fe，他們計(jì)劃取出少量混合物于試管中，加入足量的鹽酸，溶解、過濾．向?yàn)V液中滴加KSCN溶液，觀察溶液的顏色．在下表中填寫滴加KSCN溶液后可能觀察到的現(xiàn)象、結(jié)論與解釋（可以不填滿）．

	現(xiàn)象	結(jié)論與解釋
可能①	溶液變?yōu)榧t色	混合物中含有+3價(jià)Fe，因?yàn)镕e3+遇KSCN變紅色
可能②	溶液為淺綠色	反應(yīng)后的固體中可能含有+3價(jià)Fe，也可能不含有+3價(jià)Fe，因?yàn)槿翳F剩余較多，可將溶液中的Fe3+還原為Fe2+

（3）將反應(yīng)后固體溶于足量的鹽酸中充分溶解，可選用c試劑證明溶液中含有Fe²⁺．
a．Cl₂和KSCN溶液
b．NaOH溶液
c．KMnO₄溶液．

Answer 1

分析 （1）證明鐵與水蒸氣反應(yīng)，只要證明反應(yīng)中有氫氣生成即可，可通過點(diǎn)燃法判斷；
（2）反應(yīng)后的固體中可能含有Fe和Fe₃O₄，溶于酸時(shí)可發(fā)生反應(yīng)：Fe+2H⁺═Fe²⁺+H₂↑、Fe₃O₄+8H⁺═2Fe³⁺+Fe²⁺+4H₂O、Fe+2Fe³⁺═3Fe²⁺，由于混合物中Fe的量不確定，可能有兩種情況：一是Fe較少，溶于酸后Fe³⁺有剩余，二是Fe較多，F(xiàn)e³⁺完全被Fe還原為Fe²⁺，所以濾液中加KSCN溶液，可能變紅也可能溶液為淺綠色；
（3）因?yàn)槿芤褐锌赡芎�有Fe³⁺，可利用Fe²⁺的還原性，用KMnO₄溶液是否褪色進(jìn)行檢驗(yàn)．

解答 解：（1）要證明Fe與水蒸氣反應(yīng)，只要證明生成了H₂就能說明，由實(shí)驗(yàn)裝置和H₂的檢驗(yàn)方法可用點(diǎn)燃法觀察是否有爆鳴聲，
故答案為：肥皂泡破裂，有爆鳴聲或“噗”的聲音；
（2）反應(yīng)后的固體混合物中可能含有Fe和Fe₃O₄，在溶于酸時(shí)可發(fā)生如下反應(yīng)：Fe+2H⁺═Fe²⁺+H₂↑，F(xiàn)e₃O₄+8H⁺═2Fe³⁺+Fe²⁺+4H₂O，F(xiàn)e+2Fe³⁺═3Fe²⁺，由于混合物中Fe的量不確定，可能有兩種情況：一是Fe較少，溶于酸后Fe³⁺有剩余，二是Fe較多，F(xiàn)e³⁺完全被Fe還原為Fe²⁺，所以濾液中加KSCN溶液，可能變紅也可能溶液為淺綠色，
故答案為：①溶液變?yōu)榧t色；混合物中含有+3價(jià)Fe，因?yàn)镕e³⁺遇KSCN變紅色；②溶液為淺綠色；反應(yīng)后的固體中可能含有+3價(jià)Fe，也可能不含有+3價(jià)Fe，因?yàn)槿翳F剩余較多，可將溶液中的Fe³⁺還原為Fe²⁺；
（3）因?yàn)槿芤褐锌赡芎�有Fe³⁺，a、b試劑均不合適，可利用Fe²⁺的還原性，用KMnO₄溶液紫色褪去，進(jìn)而證明溶液中含有亞鐵離子，故c正確，
故答案為：c．

點(diǎn)評 本題考查了鐵及其化合物性質(zhì)、性質(zhì)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)與評價(jià)，題目難度中等，注意掌握鐵及其化合物性質(zhì)，明確具有鐵離子、亞鐵離子的方法，特別是鐵離子和亞鐵離子同時(shí)存在時(shí)檢驗(yàn)亞鐵離子的方法，為高考熱點(diǎn)．