Question

【題目】某化學(xué)研究性學(xué)習(xí)小組用CO還原Fe2O3，并在實(shí)驗(yàn)結(jié)束后用磁鐵吸出生成的黑色粉末X進(jìn)行探究。

[探究目的] 分析黑色粉末X的組成，并進(jìn)行相關(guān)實(shí)驗(yàn)。

[查閱資料]

I．CO還原Fe2O3的實(shí)驗(yàn)中若溫度不同、受熱不均時(shí)會(huì)生成Fe3O4，也能被磁鐵吸引。

II．Fe3O4 ＋ 8H+ = 2Fe3+ ＋ Fe2+ ＋ 4H2O

[猜想假設(shè)] 黑色粉末X的組成可能是_________、_________，或二者的混合物。

[實(shí)驗(yàn)探究]

編號(hào)	實(shí)驗(yàn)操作	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象
①	取少量黑色粉末X放入試管中，注入足量的一定濃度的鹽酸，微熱	黑色粉末逐漸溶解，同時(shí)有氣泡產(chǎn)生，溶液呈淺綠色。
②	向上述試管中滴加幾滴KSCN溶液，振蕩	溶液沒(méi)有呈現(xiàn)紅色

（1）實(shí)驗(yàn)①中產(chǎn)生氣泡的離子方程式為_________。

（2）根據(jù)②中溶液未呈紅色，不能推斷出黑色粉末X中無(wú)Fe3O4，請(qǐng)用離子方程式解釋原因：_________。

（3）為了證明黑色粉末X中是否含有Fe3O4，該小組進(jìn)行如下圖所示實(shí)驗(yàn)：

請(qǐng)根據(jù)數(shù)據(jù)分析說(shuō)明黑色粉末X中是否含有Fe3O4。

_________。

Answer 1

【答案】 Fe、Fe3O4 Fe ＋ 2H+ == Fe2+ ＋ H2↑ Fe3O4 ＋ 8H+ == 2Fe3+ ＋ Fe2+ ＋ 4H2O 、Fe ＋ 2Fe3+ == 3Fe2+ 因?yàn)?2 g Fe2O3 中含F(xiàn)e元素為22.4 g，而25.6 g > 22.4 g，所以X中還含有O元素，還含有Fe3O4 因?yàn)楫a(chǎn)生4.48 L H2，需要Fe單質(zhì)為11.2 g，而25.6 g > 11.2 g，所以X中還含有Fe3O4

【解析】[猜想假設(shè)] 根據(jù)題意，CO還原Fe2O3生成鐵，若溫度不同、受熱不均時(shí)會(huì)生成Fe3O4，也能被磁鐵吸引，還可能生成Fe3O4，黑色粉末X可能是Fe、Fe3O4，或二者的混合物，故答案為：Fe、Fe3O4；

(1)黑色粉末X可能是Fe、Fe3O4，實(shí)驗(yàn)①中只有鐵與鹽酸反應(yīng)有氣泡放出，產(chǎn)生氣泡的離子方程式為Fe ＋ 2H+ == Fe2+ ＋ H2↑ ，故答案為：Fe ＋ 2H+ == Fe2+ ＋ H2↑ ；

(2)①中四氧化三鐵溶解生成的鐵離子可能被鐵還原為亞鐵離子，導(dǎo)致遇KSCN溶液不變紅色，因此不能推斷黑色粉末X中無(wú)Fe3O4，故答案為：Fe3O4 ＋ 8H+ == 2Fe3+ ＋ Fe2+ ＋ 4H2O 、Fe ＋ 2Fe3+ == 3Fe2+；

(3)鐵與鹽酸反應(yīng)生成氫氣，氫氣的物質(zhì)的量==0.2mol，說(shuō)明鐵為0.2mol，質(zhì)量為0.2mol×56g/mol=11.2g，而25.6 g > 11.2 g，所以X中還含有O元素，還含有Fe3O4，故答案為：因?yàn)楫a(chǎn)生4.48 L H2，需要Fe單質(zhì)為11.2 g，而25.6 g > 11.2 g，所以X中還含有Fe3O4。