新型材料納米級鐵粉與普通鐵粉具有不同的性質(zhì)。已知：在不同溫度下，納米級鐵粉與水蒸氣反應的固體產(chǎn)物不同，溫度低于570℃時，生成FeO；高于570℃時，生成Fe3O4。

（1）寫出溫度低于570℃時反應的化學方程式                             。

（2）中學教材中用右圖所示實驗裝置，完成鐵粉與水蒸氣反應的演示實驗。實驗中使用肥皂液的作用是

                                        。

（3）如果提供給你3支試管、水槽、蒸發(fā)皿、膠塞、導管、酒精燈及其必要的儀器和物品，請在答題卷的方框中畫出你設計的實驗裝置示意圖發(fā)生該反應并有氫氣的收集裝置圖（包括反應時容器中的物質(zhì)）。

 


說明：①本題裝置示意圖中的儀器可以用下面的方式表示。

水槽： 試管：  蒸發(fā)皿：  玻璃導管：或（但應標示出在液面上或液面下）

②鐵架臺、石棉網(wǎng)、酒精燈、玻璃導管之間的聯(lián)接膠管等，在示意圖中不必畫出。如需加熱，在需加熱的儀器下方，標以“△”表示。

（4）乙同學為了探究實驗后的固體產(chǎn)物是否存在Fe3O4（假定鐵全部反應完全）設計下列實驗方案：

①取固體樣品m1 g，溶于足量的稀鹽酸；

②向①反應后的溶液X中加入足量H2O2的和氨水，充分反應后，過濾、洗滌、干燥；

③將②中所得固體進行灼燒，得到紅棕色固體m2 g。

溶液X中發(fā)生氧化還原反應的離子方程式為                                  ；m1與m2符合                關系時，才能確定固體樣品中一定只存在Fe3O4。


【知識點】化學實驗C3 J1J4

【答案解析】（1）Fe + H2O(g)FeO + H2（1分）

（2）檢驗反應中生成的H2（1分）

（4）2Fe2++2H++H2O2＝2Fe3++2H2O（2分）   = 0.97（2分）

解析： ⑴根據(jù)題意溫度低生成FeO，則反應為Fe + H2O(g)FeO + H2

⑵根據(jù)反應一段時間后，有肥皂泡吹起時，用點燃的火柴靠近肥皂泡，當聽到爆鳴聲時，說明“鐵與水蒸氣”反應有氫氣生成。

⑶3支試管中一支是反應管、一支是提供水蒸氣的、一支是收集氫氣的，裝置圖具體見答案

⑷H2O2作用是將Fe2+氧化為Fe3+，氨水的作用是沉淀氨水；m2是Fe2O3的質(zhì)量，若固體樣品中一定只存在Fe3O4，則根據(jù)鐵守恒有2Fe3O4~3Fe2O3，即m（Fe3O4）/m（Fe2O3）≈ 0.97

【思路點撥】需認真審題：固體樣品中一定“只”存在Fe3O4；運用守恒法是解計算題的常用方法


練習冊系列答案
相關習題

科目：高中化學 來源： 題型：


已知在濃H2SO4存在并加熱至170℃的過程中，2個醇分子在羥基上可發(fā)生分子間脫水反應生成醚，如CH3CH2—OH＋HO—CH2CH3CH3CH2—O—CH2CH3＋H2O

用濃H2SO4跟分子式分別為C2H6O和C3H8O的醇的混合液反應，可得到的有機物的種類有(　　)

A．2種       B．4種       C．6種        D．8種

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科目：高中化學 來源： 題型：


按如圖所示裝置進行鐵和水蒸氣反應的實驗。

（1）鐵粉與水蒸氣反應的化學方程式是：                                       ；

 (2)為檢驗生成的氣體產(chǎn)物,需從下圖選擇必要的裝置,其正確的連接順序為(用接口字母表示)a—      ,描述能證明氣體產(chǎn)物的實驗現(xiàn)象_　                            ；

（3）停止反應，待裝置冷卻后，取出反應過的鐵粉混合物，加入過量的稀硫酸充分反應。過濾。簡述檢驗所得濾液中Fe3＋的操作方法：                           ；

（4）經(jīng)檢驗上述濾液中不含F(xiàn)e3＋，這不能說明鐵粉與水蒸氣反應所得產(chǎn)物中不含＋3價的鐵。原因是（用化學方程式說明）：                            ；

（5）某同學利用上述濾液制取白色的Fe（OH）2沉淀，向濾液中加入NaOH溶液后，觀察到生成的白色沉淀迅速變成灰綠色，最后變成紅褐色。

①沉淀由白色變?yōu)榧t褐色的化學方程式是：                  ；

②為了得到白色的Fe（OH）2沉淀，并盡可能使沉淀長時間保持白色，有同學設計如下圖所示的裝置：通電后，溶液中產(chǎn)生大量的白色沉淀，且較長時間不變色。下列說法中正確的是________(填序號)。

A．電源中的a為正極，b為負極       B．可以用NaCl溶液作為電解液

C．A、B兩端都必須用鐵作電極       D．陰極發(fā)生的反應是2H＋＋2e－===H2↑

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科目：高中化學 來源： 題型：


硝酸的混合溶液200 mL，平均分成兩份。向其中一份中逐漸加入銅粉，最多能溶解19.2 g(已知硝酸只被還原為NO氣體)。向另一份中逐漸加入鐵粉，產(chǎn)生氣體的量隨鐵粉質(zhì)量增加的變化如圖所示。下列分析或結果不正確的是(     )

A．混合酸中HNO3物質(zhì)的量濃度為2 mol·L－1

B．原混合酸中H2SO4物質(zhì)的量為0.4 mol

C．OA段產(chǎn)生的是NO，AB段的反應為Fe+2Fe3+=3Fe2+，

    BC段產(chǎn)生氫氣

D．第二份溶液中最終溶質(zhì)為FeSO4

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科目：高中化學 來源： 題型：


把鐵片分別放入下列物質(zhì)的溶液中，充分反應后，溶液質(zhì)量比反應前減輕的是
　A．CuSO4　 　　　 B．Fe2(SO4)3 　　　　　C．HCl　　　　 D．FeSO4

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科目：高中化學 來源： 題型：


已知硫酸亞鐵溶液中加入過氧化鈉時發(fā)生反應：

4Fe2++4Na2O2+6H2O＝ 4Fe(OH)3↓+O2↑+8Na+    則下列說法正確的是（     ）

A、該反應中 Fe2+是還原劑,O2 是還原產(chǎn)物

B、4molNa2O2 在反應中共得到 8NA 的電子

C、Fe(OH)3 既是氧化產(chǎn)物又是還原產(chǎn)物，每生成 4mol Fe(OH)3 反應過程中共轉(zhuǎn)移電子 6mol

D、反應過程中可以看到白色沉淀轉(zhuǎn)化為灰綠色再轉(zhuǎn)化為紅褐色沉淀

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科目：高中化學 來源： 題型：


.化學與科學、技術、社會、環(huán)境密切相關。下列有關說法中錯誤的是

  A.國慶節(jié)期間燃放的焰火的顏色是某些金屬元素焰色反應所呈現(xiàn)出來的色彩

  B.小蘇打是制作饅頭和面包等糕點的膨松劑，還是治療胃酸過多的一種藥劑

  C.為防止中秋月餅等富脂食品因被氧化而變質(zhì)，常在包裝袋中放入生石灰或硅膠

  D.青銅是我國使用最早的合金材料，目前世界上使用量最大的合金材料是鋼鐵

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科目：高中化學 來源： 題型：


為探索工業(yè)廢料的再利用，某化學興趣小組設計了如下實驗流程，用含有鋁、鐵和銅的合金廢料制取氯化鋁、綠礬晶體(FeSO4·7H2O)和膽礬晶體。

請回答：

（1）寫出步驟Ⅰ反應的離子方程式：                                     。

（2）試劑X是         。步驟Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中均需進行的實驗操作是          。

（3）進行步驟Ⅱ時，該小組用如圖7所示裝置及試劑制取CO2并將制得的氣體通入溶液A中。一段時間后，觀察到燒杯中產(chǎn)生的白色沉淀會逐漸減少。為了避免固體C減少，可采取的改進措施是                                     。

（4）用固體F制備CuSO4溶液，可設計以下三種途徑：

寫出途徑①中反應的離子方程式                                  ，請選出你認為的最佳途徑并說明選擇的理由                                 。

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科目：高中化學 來源： 題型：


一定條件下在密閉容器中加入NH4I發(fā)生反應：

則反應a的平衡常數(shù)表達式為___________；達到平衡后，擴大容器體積，反應b的移動方向______________(填正向、逆向或不移動)

(2)氮元素的+4價氧化物有兩種，它們之間發(fā)生反應：2NO2N2O4 △H < 0，將一定量的NO2充入注射器中后封口，下圖是在拉伸和壓縮注射器的過程中氣體透光率隨時間的變化(氣體顏色越深，透光率越小)。下列說法正確的是_____________ 

A．b點的操作是壓縮注射器     B．c點與a點相比，增大，減小

C．若反應在一絕熱容器中進行，則b、c兩點的平衡常數(shù)Kb>Kc

D．d點： (正)>  (逆)

(3)利用反應構成原電池，能消除氮氧化物的排放，減輕環(huán)境污染，裝置如圖所示。

①電極a為______極，其電極反應式為________________

②當有2.24 L NO2(標準狀況下)被處理時，轉(zhuǎn)移電子為____________mol

③為使電池持續(xù)放電，該離子交換膜需選用_______（選填“陽”或“陰”）離子交換膜。

(4)使用硼氫化鈉(NaBH4)為誘導劑，可使Co2+與肼(N2H4)在堿性條件下發(fā)生反應，制得高純度納米鈷，該過程不產(chǎn)生有毒氣體。

①寫出該反應的離子方程式______________________________。

②在納米鈷的催化作用下，肼(N2H4)可分解生成兩種氣體，其中一種氣體能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍。若反應在不同溫度下達到平衡時，混合氣體中各組分的體積分數(shù)如圖所示，為抑制肼的分解，可采取的合理措施有_______________________________________________ (任寫一種)。

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