Question

鐵不能與冷、熱水反應，但能與水蒸氣反應．資料顯示，在不同溫度下，還原鐵粉與水蒸氣反應的產物是不同的，溫度低于570℃時，生成FeO，高于570℃時，生成Fe₃O₄．老師用圖1所示實驗裝置，完成還原鐵粉與水蒸氣反應的演示實驗．
（1）實驗中使用肥皂液的作用是    ．
（2）甲同學為探究實驗后試管內的固體含有哪些物質，進行了下列實驗：

實驗編號	實驗操作	實驗現象
①	取少量黑色粉末X放入試管1中，加入鹽酸，微熱	黑色粉末逐漸溶解，溶液呈綠色；有少量氣泡產生
②	向試管1中滴加幾滴KSCN溶液，振蕩	溶液沒有出現血紅色

根據上述實驗，能確定固體中存在的物質是    ；不能確定是否存在Fe₃O₄的原因是   
（3 ）乙同學設計實驗方案如圖2以確定實驗后試管內的固體是否存在Fe₃O₄：
①溶液X中發生氧化還原反應的離子方程式為    ；足量氨水與金屬離子反應的離子方程式為    ．
②操作a包括過濾和洗滌，檢驗沉淀是否已經洗滌干凈的操作是    ．
③確定是否存在Fe₃O₄需要測定并記錄的實驗數據是    ．

Answer 1

【答案】分析：（1）檢驗反應中生成的H₂；
（2）鐵與鹽酸反應有氣泡冒出；Fe₃O₄溶于鹽酸生成的Fe³⁺與Fe反應生成了Fe²⁺；
（3）①Fe²⁺能被雙氧水氧化為Fe³⁺；Fe³⁺能與氨水反應生成氫氧化鐵沉淀；
②取少量最后一次洗滌液，滴加AgNO₃溶液，若無沉淀生成，則沉淀已洗干凈；
③利用極限法來假設全部是FeO或Fe₃O₄解題；
解答：解：（1）有肥皂泡吹起時，用點燃的火柴靠近肥皂泡，當聽到爆鳴聲說明有氫氣生成，故答案為：檢驗反應中生成的H₂；
（2）與鹽酸反應有氣泡冒出說明含有鐵；不能確定是否含有Fe₃O₄或FeO，如果混合物中存在Fe₃O₄，溶于鹽酸生成的 Fe³⁺與 Fe反應生成了 Fe²⁺；且溶液中的 Fe²⁺也有可能是 Fe與 Fe³⁺反應的產物，故答案為：Fe；Fe₃O₄溶于鹽酸生成的Fe³⁺與Fe反應生成了Fe²⁺；
（3）①Fe²⁺能被雙氧水氧化為Fe³⁺，反應的離子方程式為：2Fe²⁺+2H⁺+H₂O₂═2Fe³⁺+2H₂O；Fe³⁺能與氨水反應生成氫氧化鐵沉淀，反應的離子方程式為：Fe³⁺+3NH₃?H₂O=Fe（OH）₃↓+3NH₄⁺，
故答案為：2Fe²⁺+2H⁺+H₂O₂═2Fe³⁺+2H₂O；Fe³⁺+3NH₃?H₂O=Fe（OH）₃↓+3NH₄⁺；
②取少量最后一次洗滌液，滴加AgNO₃溶液，若無沉淀生成，則沉淀已洗干凈，
故答案為：取少量最后一次洗滌液，滴加AgNO₃溶液，若無沉淀生成，則沉淀已洗干凈；
③固體樣品m₁克與紅棕色固體m₂克所含鐵元素的物質的量相同，假設全部是FeO，
2FeO≈Fe₂O₃
144g  160g
m₁與m₂之比==0.9；
假設全部是Fe₃O₄，
2Fe₃O₄≈3Fe₂O₃
464g     480g 
m₁與m₂之比==0.97，m₁與m₂之比最少應大于 0.9時，固體樣品中一定存在Fe₃O₄，
故答案為：固體樣品質量和紅褐色固體的質量（其他合理答案也可）；
點評：本題考查鐵及其化合物的性質，難度較大，③中的計算是難點，學生應充分利用信息并結合極限法來綜合應用解答本題．