Question

【题目】某小组进行“铁与水蒸气”反应的产物及其性质探究系列实验。请回答实验中的问题:

（1）写出该反应的化学方程式__________，若16.8g铁粉参加反应，转移电子数目为_____。

（2）待试管冷却后，取少许其中的固体物质溶于稀盐酸得溶液A，取所得液滴加KSCN溶液，溶液无颜色变化，说明硬质试管中固体物质的成分是_______ 溶液未变红色的原因是___________(用离子方程式表示)。

（3）若要使（2）中所得溶液变红又不增加溶液离子种类,可以加入适量____试剂。

（4）另取（2）中溶液A，加入NaOH溶液，观察到生成白色絮状沉淀并迅速变成灰绿色，最后变成红褐色。沉淀转化过程发生的反应方程式为______________。

（5）某催化剂(主要成分FeO、Fe2O3)中+2价铁与+3价铁的物质的量之比为1:2时，其催化活性最高，此时铁的氧化物的混合物中铁的质量分数为________（用小数表示，保留两位小数)。

Answer 1

【答案】 3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2 0.8NA Fe、Fe3O4 2Fe3+ + Fe =3Fe2+ 氯水或Cl2 4Fe(OH)2+2H2O+O2 = 4Fe(OH)3 0.72

【解析】(1)铁与水蒸气反应的化学方程式为3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2，16.8g铁粉的物质的量为=0.3mol，根据方程式生成0.4mol氢气，转移电子数目为0.8NA，故答案为：3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2；0.8NA；

(2)待试管冷却后，取少许其中的固体物质溶于稀盐酸得溶液A，溶液A中加KSCN溶液，溶液无颜色变化，反应生成的四氧化三铁溶解后生成的铁离子被铁还原，生成亚铁离子，溶液中不存在铁离子，因此溶液未变红色，说明硬质试管中固体物质为Fe、Fe3O4，故答案为：Fe、Fe3O4；2Fe3+ + Fe =3Fe2+；

(3)氯气能够将亚铁离子氧化为铁离子，因此通入氯气溶液将变红且不增加溶液中离子种类，故答案为：氯水或Cl2；

(4)另取(2)中溶液A，加入NaOH溶液，观察到生成白色絮状沉淀并迅速变成灰绿色，最后变成红褐色，是生成的氢氧化亚铁被空气中的氧气氧化的结果，故答案为：4Fe(OH)2+2H2O+O2 = 4Fe(OH)3；

(5)因催化剂中Fe2+与Fe3+的物质的量之比为1：2，所以FeO、Fe2O3的物质的量之比为1：1，设此时混合物中FeO的质量为72n，Fe2O3的质量为160n，混合物的质量为232n，混合物中铁的质量分数=×100%=72%=0.72，故答案为：0.72。