Question

在沒有氧氣存在時(shí)，鐵與水幾乎不反應(yīng)，但高溫下，鐵能與水蒸氣反應(yīng)．某同學(xué)利用鐵與水蒸氣反應(yīng)后的固體物質(zhì)進(jìn)行了如圖實(shí)驗(yàn)

（1）鐵粉與水蒸氣反應(yīng)的化學(xué)方程式是：______．
（2）證明還原鐵粉與水蒸氣發(fā)生了反應(yīng)的方法是______．
（3）固體溶于稀鹽酸的化學(xué)方程式為______．
（4）試劑1的化學(xué)式是______．
（5）加入新制氯水后溶液紅色加深的原因是（用離子方程式表示）______；
（6）某同學(xué)在實(shí)驗(yàn)中加入了過量氯水，放置一段時(shí)間后，發(fā)現(xiàn)深紅色褪去，現(xiàn)對(duì)褪色原因進(jìn)行探究．
①提出假設(shè)：
假設(shè)1：溶液中的+3價(jià)鐵被氧化為更高的價(jià)態(tài)；
假設(shè)2：______；
②設(shè)計(jì)方案：
為了對(duì)你所提出的假設(shè)2進(jìn)行驗(yàn)證，實(shí)驗(yàn)方案是______．

Answer 1

解：（1）固體加入稀鹽酸得到溶液為淡黃色，說明可能含有三價(jià)鐵離子，加入硫氰酸鉀溶液變紅進(jìn)一步證明含三價(jià)鐵離子，加入氯水紅色加深說明溶液中含有亞鐵離子被氧化，生成的硫氰酸鐵濃度增大紅色加深，證明溶解的溶液中含有二價(jià)鐵離子，鐵和水蒸氣反應(yīng)的化學(xué)方程式為：3Fe+4H₂O（g）  Fe₃O₄+4H₂ 故答案為：3Fe+4H₂O（g） Fe₃O₄+4H₂
（2）證明還原鐵粉與水蒸氣發(fā)生了反應(yīng)的方法是收集氣體進(jìn)行爆鳴實(shí)驗(yàn)，證明鐵發(fā)生了反應(yīng)，
故答案為：檢驗(yàn)是否有H₂產(chǎn)生；
（3）四氧化三鐵含有二價(jià)鐵和三價(jià)鐵和鹽酸發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為：Fe₃O₄+8HCl═2FeCl₃+FeCl₂+4H₂O，
故答案為：Fe₃O₄+8HCl═2FeCl₃+FeCl₂+4H₂O；
（4）試劑1加入后淡黃色溶液變?yōu)檠�紅色，證明加入稀鹽酸反應(yīng)生成的溶液中含有三價(jià)鐵離子，檢驗(yàn)三價(jià)鐵離子形成血紅色溶液的試劑為硫氰酸鉀溶液或硫氰酸按溶液等；所以化學(xué)式為KSCN或NH₄SCN；
（5）加入新制氯水后溶液紅色加深，說明二價(jià)鐵離子被氯氣氧化為三價(jià)鐵離子形成 的硫氰酸鐵濃度增大，溶液血紅色加深，所以發(fā)生的氧化還原反應(yīng)的離子方程式為：2Fe²⁺+Cl₂=2Fe³⁺+2Cl^-，故答案為：2Fe²⁺+Cl₂=2Fe³⁺+2Cl^-；
（6）①血紅色溶液是硫氰酸鐵的絡(luò)合物，在實(shí)驗(yàn)中加入了過量氯水，放置一段時(shí)間后，發(fā)現(xiàn)深紅色褪去，證明硫氰酸鐵的絡(luò)合物不存在，可能是三件鐵離子不存在或硫氰酸根不存在，都有可能被加入的氯氣強(qiáng)氧化劑氧化，所以根據(jù)題意，假設(shè)2為SCN^-被過量的氯水氧化，
故答案為：SCN^-被過量的氯水氧化；
②實(shí)驗(yàn)方案的依據(jù)是證明三價(jià)鐵離子的存在，所以在褪色的溶液中加入過量的硫氰酸鉀溶液，若出現(xiàn)血紅色，證明假設(shè)2正確，否則假設(shè)2不正確；
故答案為：取少量褪色后的溶液，滴加過量KSCN溶液，如果出現(xiàn)紅色，則說明假設(shè)2 正確，若不變紅，則假設(shè)2不正確；
分析：依據(jù)反應(yīng)產(chǎn)物的實(shí)驗(yàn)過程可知，固體加入稀鹽酸得到溶液為淡黃色，說明可能含有三價(jià)鐵離子，加入硫氰酸鉀溶液變紅進(jìn)一步證明含三價(jià)鐵離子，加入氯水紅色加深說明溶液中含有亞鐵離子被氧化，生成的硫氰酸鐵濃度增大紅色加深；
（1）根據(jù)現(xiàn)象判斷產(chǎn)物為四氧化三鐵和氫氣；
（2）證明鐵和水蒸氣反應(yīng)的方法可以根據(jù)固體的性質(zhì)驗(yàn)證分析，也可以依據(jù)生成的氣體為氫氣；
（3）四氧化三鐵含有二價(jià)鐵和三價(jià)鐵，與鹽酸反應(yīng)會(huì)生成氯化亞鐵和氯化鐵；
（4）能使三價(jià)鐵離子呈血紅色的試劑是硫氰酸鉀；
（5）加入新制氯水后溶液紅色加深，說明二價(jià)鐵離子被氯氣氧化為三價(jià)鐵離子形成 的硫氰酸鐵濃度增大，溶液血紅色加深；
（6）①深紅色褪去說明硫氰酸鐵不存在，或三價(jià)鐵被氧化或硫氰酸根被氧化，一定是不存在硫氰酸鐵；
②用膠頭滴管取少量褪色后的溶液于試管中，滴加過量KSCN溶液，如果溶液出現(xiàn)紅色，則說明假設(shè)2 正確，若溶液不變紅色，則假設(shè)2不正確．
點(diǎn)評(píng)：本題考查了鐵、二價(jià)鐵離子、三價(jià)鐵離子的化學(xué)性質(zhì)應(yīng)用，主要考查鐵與水蒸氣的反應(yīng)產(chǎn)物的分析判斷和驗(yàn)證，三價(jià)鐵離子的檢驗(yàn)方法，關(guān)鍵是實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)．