Question

【題目】某同學利用下圖所示的實驗裝置進行鐵跟水蒸氣反應的實驗，并繼續研究鐵及其化合物的部分性質。

回答下列問題：

（1）硬質試管中發生反應的化學方程式為____________________________ ；

（2）該同學欲確定反應后硬質試管中固體物質的成分，設計了如下實驗方案：

①待硬質試管冷卻后，取少許其中的固體物質溶于稀硫酸得溶液B；

②取少量溶液B滴加KSCN溶液，若溶液變紅色則說明硬質試管中固體物質的成分一定有________，若溶液未變紅色則說明硬質試管中固體物質的成分一定有__________________；原因是：___________________________（用離子方程式表示）；

（3）發現溶液未變紅該同學馬上另取少量溶液B，使其跟NaOH溶液反應。若按下圖所示的操作，可觀察到生成白色沉淀，迅速變成灰綠色，最后變成紅褐色的現象，請寫出與沉淀發生變化現象的反應的化學方程式：_____________________；

（4）一段時間后，該同學發現（2）中未變紅的溶液變成紅色，說明Fe2+ 具有_______性；由此可知，實驗室中FeSO4溶液要臨時配制并加少量___________。

Answer 1

【答案】3Fe + 4H2O(g)====Fe3O4 + 4H2 Fe3O4 Fe3O4和Fe Fe + 2Fe3+＝3Fe2+ 4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O ＝ 4Fe(OH)3 還原 Fe

【解析】

(1)根據鐵與水蒸氣高溫下反應生成四氧化三鐵和氫氣解答；
(2)KSCN溶液變紅色，說明有三價鐵離子；溶液未變紅色，說明無三價鐵離子；鐵單質能將三價鐵離子還原成二價鐵離子；
(3)白色沉淀為氫氧化亞鐵，氫氧化亞鐵具有還原性，易被空氣中氧氣氧化生成氫氧化鐵；

(4)一段時間后，該同學發現（2）中未變紅的溶液變成紅色，說明有鐵離子的生成，所以說明了亞鐵離子具有還原性；為了防止亞鐵離子被氧化，在實驗室中FeSO4溶液要臨時配制并加少量鐵粉。

(1)鐵與水蒸氣高溫下反應生成四氧化三鐵和氫氣，反應方程式3Fe + 4H2O(g)Fe3O4 + 4H2

因此，本題正確答案是：3Fe + 4H2O(g)Fe3O4 + 4H2

(2)KSCN溶液溶液變紅色，說明有三價鐵離子，說明硬質試管中固體一定有Fe3O4；KSCN溶液未變紅色，說明無三價鐵離子，一定有Fe3O4和Fe，鐵單質能將三價鐵離子還原成二價鐵離子離子方程式為Fe + 2Fe3+＝3Fe2+，
因此，本題正確答案是：Fe3O4；Fe3O4和Fe；Fe + 2Fe3+＝3Fe2+；
(3)白色沉淀為氫氧化亞鐵，氫氧化亞鐵具有還原性，易被空氣中氧氣氧化生成氫氧化鐵，反應的方程式為：4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O ＝ 4Fe(OH)3；
因此，本題正確答案是：4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O ＝ 4Fe(OH)3；

(4)Fe2+溶液因為水解和還原性而不易保存，可以加入酸抑制其水解，加入還原性鐵（鐵粉）防止其被氧化，

因此，本題正確答案是：還原；鐵粉。