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【題目】常溫下,在沒有氧氣存在時,鐵粉與水幾乎不反應,但在高溫下,鐵粉能與水蒸氣反應。

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

(2)停止反應,待裝置冷卻后,取出反應后的混合物,加入過量的稀硫酸充分反應,過濾。簡述檢驗所得濾液中含有Fe3+的操作方法:______________________________

(3)經檢驗上述濾液中不含Fe3+,這不能說明鐵粉與水蒸氣反應所得的產物中不含+3價的鐵,原因是(結合化學方程式說明)___________________

(4)向上述濾液中加入NaOH 溶液后,觀察到的現象為_______________________。沉淀由白色變為紅褐色的原因是______________________________________(用化學方程式表示)

(5)為了得到白色的Fe(OH)2沉淀,并盡可能可能較長時間保持白色沉淀,該同學設計了如圖所示的裝置,請簡述實驗操作:______________________________________________________

【答案】 3Fe+4H2O(g) Fe3O4+4H2 取少量濾液于試管中,滴入幾滴KSCN溶液,觀察溶液顏色。如果溶液變為紅色,說明原濾液中含有Fe3+,否則不含Fe3+ 如果反應后的混合物中鐵粉過量,可發生反應:Fe+2Fe3+=3Fe2+,鐵粉將溶液中的Fe3+全部還原為Fe2+,加入KSCN 溶液后不會變為紅色 生成白色沉淀,迅速變為灰綠色,最終變為紅褐色 4Fe(OH)2+O2+2H2O==4Fe(OH)3 實驗時,先打開活塞K,再將分液漏斗的活塞打開,使稀硫酸與鐵粉反應,用生成的H2排出裝置中的空氣;然后關閉K,利用生成的H2將試管中的FeSO4溶液壓入NaOH溶液中,則可在盛NaOH 溶液的試劑瓶中較長時間保存白色Fe(OH)2沉淀

【解析】(1).在高溫下,鐵粉能與水蒸氣反應生成Fe3O4H2反應方程式為:3Fe+4H2O(g) Fe3O4+4H2,故答案為:3Fe+4H2O(g) Fe3O4+4H2

(2).檢驗所得濾液中是否含有Fe3+可利用Fe3+SCN反應使溶液顯紅色進行檢驗,具體的操作方法是:取少量濾液于試管中,滴入幾滴KSCN溶液,觀察溶液顏色。如果溶液變為紅色,說明原濾液中含有Fe3+,否則不含Fe3+,故答案為:取少量濾液于試管中,滴入幾滴KSCN溶液,觀察溶液顏色。如果溶液變為紅色,說明原濾液中含有Fe3+,否則不含Fe3+

(3).鐵與水蒸氣反應生成的四氧化三鐵可與稀硫酸發生反應:Fe3O4+8H+=Fe2++2Fe3++4H2O,若鐵粉過量,還可以和鐵離子反應生成亞鐵離子:Fe+2Fe3+=3Fe2+,所以濾液中可能含有鐵離子,也可能不含有鐵離子,故答案為:如果反應后的混合物中鐵粉過量,可發生反應:Fe+2Fe3+=3Fe2+,鐵粉將溶液中的Fe3+全部還原為Fe2+,加入KSCN 溶液后不會變為紅色

(4).向上述濾液中加入NaOH 溶液后,Fe2OH反應生成Fe(OH)2,Fe(OH)2不穩定,接觸空氣時很快被氧化為Fe(OH)3,現象是生成白色沉淀,迅速變為灰綠色,最終變為紅褐色,反應的化學方程式為:4Fe(OH)2+O2+2H2O==4Fe(OH)3,故答案是:生成白色沉淀,迅速變為灰綠色,最終變為紅褐色4Fe(OH)2+O2+2H2O==4Fe(OH)3

(5).要較長時間觀察到氫氧化亞鐵的白色沉淀,關鍵是盡量減少氫氧化亞鐵與空氣接觸可以利用生成的氫氣趕走裝置中的空氣,實驗步驟為:實驗時,先打開活塞K,再將分液漏斗的活塞打開,使稀硫酸與鐵粉反應,用生成的H2排出裝置中的空氣;然后關閉K,利用生成的H2將試管中的FeSO4溶液壓入NaOH溶液中,則可在盛NaOH 溶液的試劑瓶中較長時間保存白色Fe(OH)2沉淀,故答案為:實驗時,先打開活塞K,再將分液漏斗的活塞打開,使稀硫酸與鐵粉反應,用生成的H2排出裝置中的空氣;然后關閉K,利用生成的H2將試管中的FeSO4溶液壓入NaOH溶液中,則可在盛NaOH 溶液的試劑瓶中較長時間保存白色Fe(OH)2沉淀。

練習冊系列答案
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(4)往Z的硫酸鹽溶液中通入過量的WH3 , 可生成[Z(WH34]SO4 , 下列說法正確的是
A.[Z(WH34]SO4中所含的化學鍵有離子鍵、極性鍵和配位鍵
B.在[Z(WH34]2+中Z2+給出孤對電子,WH3提供空軌道
C.[Z(WH34]SO4組成元素中第一電離能最大的是氧元素
(5)某Y與Z形成的化合物的晶胞如圖所示(黑點代表Z原子).
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②已知Z和Y的電負性分別為1.9和3.0,則Y與Z形成的化合物屬于(填“離子”、“共價”)化合物.
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