Question

在常溫下，F(xiàn)e與水并不起反應(yīng)，但在高溫下，F(xiàn)e與水蒸氣可發(fā)生反應(yīng)。應(yīng)用下列裝置，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)”。請(qǐng)回答該實(shí)驗(yàn)中的問題。

（1）寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式 ，其中氧化劑是 ，還原劑是 。8．4g鐵粉參加反應(yīng)，轉(zhuǎn)移電子 mol。

（2）玻璃管中石棉絨的作用是 ，實(shí)驗(yàn)開始時(shí)應(yīng)先點(diǎn)燃 ，實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)應(yīng)先熄滅 。

（3）圓底燒瓶中盛裝的水，該裝置受熱后的主要作用是 ；燒瓶里應(yīng)事先放置 ，其作用是 。

（4）該同學(xué)欲確定反應(yīng)后硬質(zhì)試管中固體物質(zhì)的成分，設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)方案：

①待硬質(zhì)試管冷卻后，取少許其中的固體物質(zhì)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(zhì)試管中固體物質(zhì)的成分是 ，若溶液未變紅色則說明硬質(zhì)試管中固體物質(zhì)的成分是 。

（5）該同學(xué)按上述實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，結(jié)果溶液未變紅色，原因是 （用離子方程式表示）。

（6）該同學(xué)馬上另取少量溶液B，使其跟NaOH溶液反應(yīng)。若按圖所示的操作，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(xiàn)象，請(qǐng)寫出與上述現(xiàn)象相關(guān)的反應(yīng)的化學(xué)方程式 ， 。

（7）一段時(shí)間后，該同學(xué)發(fā)現(xiàn)（4）中未變紅的溶液變成紅色，說明Fe2+ 具有 性。由此可知，實(shí)驗(yàn)室中含F(xiàn)e2+的鹽溶液現(xiàn)用現(xiàn)配制的原因是 ，并且配制含F(xiàn)e2+的鹽溶液時(shí)應(yīng)加入少量 。

Answer 1

（1）3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2，F(xiàn)e，H2O，0．4；(2)鐵粉的載體，增大鐵粉和水蒸氣的接觸面積。酒精燈，酒精噴燈；(3)為實(shí)驗(yàn)提供水蒸氣，碎瓷片，防止暴沸；(4)一定有Fe3O4可能有Fe，F(xiàn)e3O4、Fe；(5)Fe＋2Fe3＋=3Fe2＋；(6)FeSO4＋2NaOH=Fe(OH)3↓＋Na2SO4，4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=4Fe(OH)3；(7)還原，F(xiàn)e2＋易被空氣中的氧氣氧化而變質(zhì)，鐵粉。

【解析】

試題分析：(1)Fe和H2O(g)受熱時(shí)反應(yīng)生成四氧化三鐵和氫氣，根據(jù)反應(yīng)前后原子個(gè)數(shù)守恒配平，反應(yīng)：3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2，在反應(yīng)中Fe由0→＋，化合價(jià)升高被氧化，是還原劑，H2O由＋1→0，化合價(jià)降低被還原，是氧化劑，3molFe參加反應(yīng)共轉(zhuǎn)移了8mole－，8．4g(0．15mol）Fe參加反應(yīng)轉(zhuǎn)移電子數(shù) =0．4mol；（2）石棉絨是鐵的載體，增大鐵粉和水蒸氣的接觸面積，加快反應(yīng)速率和提高原料利用率。實(shí)驗(yàn)開始時(shí)先點(diǎn)燃酒精燈，讓水蒸氣排除裝置中的空氣，防止反應(yīng)過程中產(chǎn)生的氫氣與氧氣混合發(fā)生危險(xiǎn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)先熄滅酒精噴燈，防止生成的Fe3O4與產(chǎn)生H2發(fā)生置換反應(yīng)；(3)鐵和水蒸氣反應(yīng)，實(shí)驗(yàn)室不貯存氣體需要制取，該裝置的作用是“提供水蒸氣”，加熱液體為防止暴沸，需要加入碎瓷片或沸石，填寫“碎瓷片或沸石，作用防止暴沸”；(4)滴加KSCN溶液，若溶液變紅，說明溶液中有Fe3＋，而Fe3O4中鐵的價(jià)態(tài)有＋2、＋3，固體物質(zhì)肯定含有Fe3O4，可能有Fe，如果溶液不變紅，溶液中沒有Fe3＋，固體物質(zhì)一定有Fe3O4、Fe，因?yàn)镕e3O4＋8H＋=Fe2＋＋2Fe3＋＋4H20，F(xiàn)e＋2Fe3＋=3Fe2＋，溶液滴加KSCN不變紅；(5)溶液不變紅說明沒有Fe3＋，F(xiàn)e4O3＋8H＋=Fe2＋＋2Fe3＋＋4H2O，F(xiàn)e具有還原性，F(xiàn)e3＋具有強(qiáng)氧化性，有中間價(jià)態(tài)，反應(yīng)：Fe＋2Fe3＋=3Fe2＋；（6）白色沉淀迅速變成灰綠色，最后變成紅褐色，說明白色沉淀是Fe(OH)2，溶液B中有Fe2＋，F(xiàn)e(OH)2具有強(qiáng)還原性，能被空氣中的氧氣氧化成Fe(OH)3，發(fā)生的反應(yīng)：FeSO4＋2NaOH=Fe(OH)2↓＋Na2SO4，4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=4Fe(OH)3；(7)Fe2＋既具有氧化性又具有還原性，以還原性為主，過一段時(shí)間后，溶液變紅，說明溶液中有Fe3＋，化合價(jià)升高，原因是空氣中氧氣把Fe2＋氧化成了Fe3＋，F(xiàn)e2＋具有還原性；Fe2＋的鹽溶液現(xiàn)用現(xiàn)配的原因是因?yàn)镕e2＋容易被氧氣氧化成Fe3＋而變質(zhì)；保存Fe2＋的鹽溶液時(shí)往往加入少量的鐵粉，防止Fe2＋被氧化。

考點(diǎn)：考查鐵與水蒸氣反應(yīng)實(shí)驗(yàn)的基本操作、鐵及其化合物的性質(zhì)等相關(guān)知識(shí)。

考點(diǎn)分析： 考點(diǎn)1：綜合性實(shí)驗(yàn) 考點(diǎn)2：鐵及其化合物 考點(diǎn)3：銅及其化合物 試題屬性

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