Question

新型材料納米級Fe粉具有超強的磁性，能用作高密度磁記錄的介質以及高效? 催化劑等。

I．實驗室采用氣相還原法制備納米級Fe,其流程如下：

（1）固體加熱脫水通常要通入????????????????????????????????????? 。

（2）生成納米級Fe的化學方程式為????????????????????????????????????????????? 。

Ⅱ．在不同溫度下，納米級Fe粉與水蒸氣反應的固體產物不同：溫度低于570℃時生成FeO，高于570℃時生成。甲同學用下圖所示裝置進行納米級Fe粉與水蒸氣的反應并驗證固體產物。

（3）B中收集到的氣體是?????????????? (填名稱)，C裝置的作用是????????? 。

（4）乙同學為探究實驗結束后試管內的固體物質成分，進行了下列實驗：

乙同學認為該條件下反應的固體產物為FeO。丙同學認為該結論不正確，他的理由是????????????????? (用離子方程式表示)。

（5）丁同學稱取5．60gFe粉，反應一段時間后，停止加熱。將試管內的固體物質在干燥器中冷卻后，稱得質量為6．88g。然后將冷卻后的固體物質與足量FeCl3溶液充分反應，消耗0．08molFeCl3。丁同學實驗的固體產物為??????????????????????? 。

 

Answer 1

【答案】

（1）干燥的HCl氣體（1分）

（2）FeCl2+H2Fe+2HCl（2分）

（3）氫氣（1分）提供反應所需的水蒸氣（1分）

（4）2Fe3++Fe=3Fe2+（1分）

（5）Fe3O4

【解析】

試題分析：（1）因為FeCl2為強酸弱堿鹽，能發生水解反應，所以FeCl2?nH2O固體加熱脫水通常要通入干燥的HCl氣體，用來防止FeCl2的水解。

（2）根據流程圖可以看出，H2還原FeCl2得納米級鐵，所以化學方程式為：FeCl2+H2Fe+2HCl。

（3）根據氧化還原反應原理，納米級Fe粉與水蒸氣反應生成的氣體為H2，所以B中收集到的氣體是氫氣；納米級鐵與水蒸氣反應，所以C裝置的作用是提供反應所需的水蒸氣。

（4）加入KSCN溶液，溶液沒有出現紅色，也可能是因為Fe過量，與生成的Fe3+反應轉化為Fe2+，所以丙同學的理由是：2Fe3++Fe=3Fe2+。

（5）冷卻后的固體物質與足量FeCl3溶液充分反應，消耗0．08molFeCl3，說明Fe過量，根據2Fe3++Fe=3Fe2+，過量的Fe為：1/2×0.08mol=0.04mol，則生成物中含Fe元素為：5.60g÷56g/mol—0.04mol=0.06mol，生成物含O元素為：（6.88g—5.60g）÷16g/mol=0.08mol，所以生成物中Fe元素與O元素的物質的量之比為：0.06mol：0.08mol=3:4，所以生成物為Fe3O4。

考點：本題考查鹽類的水解、化學方程式的書寫、化學實驗的分析、產物的判斷。