Question

【題目】已知Fe3O4是一種復雜的化合物，其化學式可改寫為FeO·Fe2O3。對于A中生成的黑色物質，有三個學習小組提出了三種不同的猜想，以下是小組同學進行的實驗猜想與探究，請你根據小組的思路與提示完成相關空白。

（猜想）甲組：黑色物質是FeO

乙組：黑色物質是Fe3O4

丙組：_____________；

（實驗探究）

(1)丙組認為一種簡單定性的方法即可判斷甲組的正誤：取A中生成的黑色物質少許于燒杯，加稀鹽酸使其完全溶解，再加______溶液以檢驗Fe3＋，觀察到溶液有無出現_________現象即可判斷。

(2)乙組認為可通過定量測定來確定A中生成的黑色物質的組成，以驗證該組猜想正確。取A中生成的黑色物質2.32g溶解于適量稀鹽酸后，加入新制氯水，加入氯水后反應的離子方程式為：_____________，再加入足量NaOH溶液后，過濾洗滌烘干灼燒稱量，若稱得固體質量為________，即可判斷乙組同學猜想正確。

Answer 1

【答案】黑色物質是FeO和Fe3O4的混合物 KSCN 紅色 2Fe2++Cl2=2Fe3＋+2Cl- 2.4g

【解析】

Fe的氧化物有FeO、Fe2O3、Fe3O4，其中Fe2O3是紅棕色固體，FeO、Fe3O4是黑色固體；黑色物質若為純凈物，可能為FeO，也可能為Fe3O4，若是混合物，則為FeO和Fe3O4的混合物；所以丙組同學推測為FeO和Fe3O4的混合物；

(1) Fe3＋遇SCN-離子，溶液變為血紅色，所以向溶液中加入KSCN溶液，若觀察到溶液有無出現血紅色現象即可判斷無Fe3+，即原固體為FeO；

(2)金屬氧化物溶于鹽酸后，向該溶液中通入Cl2，由于氯氣有氧化性，會與溶液中的Fe2+發生氧化還原反應：2Fe2++Cl2=2Fe3＋+2Cl-；向反應后的溶液中加入足量的NaOH溶液，發生沉淀反應：Fe3++3OH-=Fe(OH)3↓，將沉淀過濾、洗滌，灼燒，發生分解反應：2Fe(OH)3 Fe2O3+3H2O。若乙組同學猜想正確，則2.32g全為Fe3O4，其物質的量為n(Fe3O4)=2.32g÷232g/mol=0.01mol，根據Fe元素守恒，可得n(Fe2O3)=(0.01mol×3)÷2=0.015mol，稱得固體質量為m(Fe2O3)=0.015mol×160g/mol=2.4g。