Question

某同学利用下图所示的实验装置进行铁跟水蒸气反应的实验，并继续研究铁及其化合物的部分性质。

请回答下列问题：
（1）硬质试管中发生反应的化学方程式为____________________________________。
（2）该同学欲确定反应后硬质试管中固体物质的成分，设计了如下实验方案：
①待硬质试管冷却后，取少许固体物质于试管中，并向试管中加稀硫酸得溶液B；
②取少量溶液B于试管中，滴加几滴KSCN溶液，结果溶液未变红色，说明硬质试管中固体物质的成分有：____________________________。（填化学式）
（3）该同学马上另取少量溶液B，使其跟NaOH溶液反应。若按图

所示的操作，可观察到先生成白色沉淀，迅速变成灰绿色，最后变成红褐色的现象，请写出与上述现象相关的反应的化学方程式：
①                                                                     ;
②                                                                     。
（4）一段时间后，该同学发现（2）中未变红的溶液变成红色，说明Fe²⁺ 具有         性。由此可知，实验室中FeSO₄溶液要临时配制并加少量铁粉的原因是          。（用离子方程式表示）

Answer 1

（1）3Fe+4H₂O(g)Fe₃O₄+4H₂（2分） （2）Fe₃O₄和Fe（2分）
（3）FeSO₄+2NaOH==Na₂SO₄+2Fe(OH) ₂↓ （2分）
4Fe(OH) ₂+ O₂+2H₂O==4Fe(OH) ₃  （2分）
（4）还原（2分）、2Fe³⁺+ Fe==3Fe²⁺ （2分）

试题分析：（1）本题为铁与水蒸汽的反应实验，硬质试管中发生反应的化学方程式为：
3Fe+4H₂O(g)Fe₃O₄+4H₂，（2）滴加几滴KSCN溶液，结果溶液未变红色，说明该溶液中并没有铁离子，说明铁离子被铁还原为亚铁离子，所以固体物质的成分为Fe₃O₄和Fe；（3）B溶液中含有亚铁离子，所以加入NaOH溶液，生产了白色的氢氧化亚铁沉淀，由于氢氧化亚铁不稳定，其在空气中能够被氧化为红褐色的氢氧化铁沉淀，所以相关的反应的化学方程式为：FeSO₄+2NaOH==Na₂SO₄+2Fe(OH) ₂↓、4Fe(OH) ₂+ O₂+2H₂O==4Fe(OH) ₃ ；（4）一段时间后，该同学发现（2）中未变红的溶液变成红色，说明有铁离子的生成，所以说明了亚铁离子具有还原性；故在实验室中FeSO₄溶液要临时配制并加少量铁粉的原因是为了防止亚铁离子被氧化，其离子方程式为2Fe³⁺+ Fe==3Fe²⁺ 。
点评：本题考查了铁及其化合物，该考查是高考考查的重点和热点，本题考查的基本上都是课本上的知识，本题难度适中。