Question

【题目】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。

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，取少许其中的固体物质溶于稀硫酸得溶液B；

②取少量溶液B滴加KSCN溶液，若溶液变红色则说明硬质试管中固体物质的成分一定有________，若溶液未变红色则说明硬质试管中固体物质的成分一定有__________________；原因是：___________________________（用离子方程式表示）；

（3）发现溶液未变红该同学马上另取少量溶液B，使其跟NaOH溶液反应。若按下图所示的操作，可观察到生成白色沉淀，迅速变成灰绿色，最后变成红褐色的现象，请写出与沉淀发生变化现象的反应的化学方程式：_____________________；

（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___________。

Answer 1

【答案】3Fe + 4H2O(g)====Fe3O4 + 4H2 Fe3O4 Fe3O4和Fe Fe + 2Fe3+＝3Fe2+ 4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O ＝ 4Fe(OH)3 还原 Fe

【解析】

(1)根据铁与水蒸气高温下反应生成四氧化三铁和氢气解答；
(2)KSCN溶液变红色，说明有三价铁离子；溶液未变红色，说明无三价铁离子；铁单质能将三价铁离子还原成二价铁离子；
(3)白色沉淀为氢氧化亚铁，氢氧化亚铁具有还原性，易被空气中氧气氧化生成氢氧化铁；

(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；为了防止亚铁离子被氧化，在实验室中FeSO4溶液要临时配制并加少量铁粉。

(1)铁与水蒸气高温下反应生成四氧化三铁和氢气，反应方程式3Fe + 4H2O(g)Fe3O4 + 4H2

因此，本题正确答案是：3Fe + 4H2O(g)Fe3O4 + 4H2

(2)KSCN溶液溶液变红色，说明有三价铁离子，说明硬质试管中固体一定有Fe3O4；KSCN溶液未变红色，说明无三价铁离子，一定有Fe3O4和Fe，铁单质能将三价铁离子还原成二价铁离子离子方程式为Fe + 2Fe3+＝3Fe2+，
因此，本题正确答案是：Fe3O4；Fe3O4和Fe；Fe + 2Fe3+＝3Fe2+；
(3)白色沉淀为氢氧化亚铁，氢氧化亚铁具有还原性，易被空气中氧气氧化生成氢氧化铁，反应的方程式为：4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O ＝ 4Fe(OH)3；
因此，本题正确答案是：4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O ＝ 4Fe(OH)3；

(4)Fe2+溶液因为水解和还原性而不易保存，可以加入酸抑制其水解，加入还原性铁（铁粉）防止其被氧化，

因此，本题正确答案是：还原；铁粉。