Question

某同學利用下圖所示的實驗裝置進行鐵跟水蒸氣反應的實驗，并繼續(xù)研究鐵及其化合物的部分性質．
請回答下列問題：
（1）硬質試管中發(fā)生反應的化學方程式為

3Fe+4H₂O（g）=Fe₃O₄+4H₂

．
（2）該同學欲確定反應后硬質試管中固體物質的成分，設計了如下實驗方案：
①待硬質試管冷卻后，取少許其中的固體物質溶于稀硫酸得溶液B；
②取少量溶液B滴加KSCN溶液，若溶液變紅色則說明硬質試管中固體物質的成分是

一定有Fe₃O₄，可能有Fe

，若溶液未變紅色則說明硬質試管中固體物質的成分是

Fe₃O₄和Fe

．
（3）該同學按上述實驗方案進行了實驗，結果溶液未變紅色，原因是：

Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺

（用離子方程式表示）．
（4）該同學馬上另取少量溶液B，使其跟NaOH溶液反應．若按右圖所示的操作，可觀察到生成白色沉淀，迅速變成灰綠色，最后變成紅褐色的現(xiàn)象，請寫出與上述現(xiàn)象相關的反應的化學方程式：

FeSO₄+2NaOH=Fe（OH）₂↓+Na₂SO₄；4Fe（OH）₂+O₂+2H₂O=4Fe（OH）₃

．
（5）一段時間后，該同學發(fā)現(xiàn)（3）中未變紅的溶液變成紅色，說明Fe²⁺具有

還原

性．由此可知，實驗室中FeSO₄溶液要臨時配制并加少量鐵粉的原因是

Fe²⁺易被空氣中的氧氣氧化而變質

．

Answer 1

分析：（1）依據硬質試管中中鐵與水蒸氣反應會生成四氧化三鐵和氫氣分析判斷；
（2）KSCN溶液溶液變紅色，說明有三價鐵離子；溶液未變紅色，說明無三價鐵離子；
（3）鐵單質能將三價鐵離子還原成二價鐵離子；
（4）滴入NaOH溶液時，生成的白色沉淀迅速變成灰綠色，最后變成紅褐色；
（5）鐵單質能將三價鐵離子還原成二價鐵離子，F(xiàn)e²⁺具有還原性，F(xiàn)e²⁺易被空氣中的氧氣氧化而變質．

解答：解：（1）鐵與水蒸氣反應會生成四氧化三鐵和氫氣，反應的化學方程式為3Fe+4H₂O（g）=Fe₃O₄+4H₂，故答案為：3Fe+4H₂O（g）=Fe₃O₄+4H₂；
（2）KSCN溶液溶液變紅色，說明有三價鐵離子，說明硬質試管中固體一定有Fe₃O₄，可能有Fe；KSCN溶液未變紅色，說明無三價鐵離子，一定有Fe₃O₄和Fe，
故答案為：一定有Fe₃O₄，可能有Fe；Fe₃O₄和Fe；
（3）鐵單質能將三價鐵離子還原成三價鐵離子離子方程式，F(xiàn)e+2Fe³⁺=3Fe²⁺，故答案為：Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺；
（4）滴入NaOH溶液時，生成的白色沉淀迅速變成灰綠色，最后變成紅褐色，該反應為FeSO₄+2NaOH=Fe（OH）₂↓+Na₂SO₄；4Fe（OH）₂+O₂+2H₂O=4Fe（OH）₃，
故答案為：4Fe（OH）₂+O₂+2H₂O═4Fe（OH）₂，故答案為：FeSO₄+2NaOH=Fe（OH）₂↓+Na₂SO₄；4Fe（OH）₂+O₂+2H₂O=4Fe（OH）₃；
（5）鐵單質能將三價鐵離子還原成二價鐵離子，F(xiàn)e²⁺具有還原性，F(xiàn)e²⁺易被空氣中的氧氣氧化而變質，故答案為：還原；Fe²⁺ 易被空氣中的氧氣氧化而變質．

點評：本題考查鐵及其化合物的性質實驗，題目難度不大，注意三價鐵離子與二價鐵離子的轉化．