Question

【题目】在常温下，Fe与水并不起反应，但在高温下，Fe与水蒸气可发生反应。应用下列装置，在硬质玻璃管中放入还原铁粉和石棉绒的混合物，加热，并通入水蒸气，就可以完成高温下“Fe与水蒸气的反应实验”。 请回答该实验中的问题。

（1）写出该反应的化学方程式__________________________________________。

（2）玻璃管中石棉绒的作用是__________________________________，圆底烧瓶中盛装水，烧瓶里应事先放置_________________，其作用是______________。

（3）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是_______________________，若溶液未变红色则说明硬质试管中固体物质的成分是_______________________。

（4）该同学按上述实验方案进行了实验，结果溶液未变红色，原因是___________________（用离子方程式表示）。

（5）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_____________________________ ，________________________。

（6）一段时间后，该同学发现（4）中未变红的溶液变成红色，说明Fe2+ 具有____性。由此可知，实验室中含Fe2+的盐溶液需要现用现配制，并且配制含Fe2+的盐溶液时应加入少量____________。

Answer 1

【答案】 3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2 铁粉的载体，增大铁粉与水蒸气的接触面积 碎瓷片 防止暴沸 一定有Fe3O4,可能有Fe Fe3O4和Fe Fe+ 2Fe3+= 3Fe2+ FeSO4+2NaOH=Fe(OH)2+Na2SO4 4Fe(OH)2+O2+2H2O= 4Fe(OH)3 还原 铁粉

【解析】本题考查实验方案设计与评价，（1）本实验验证铁与水蒸气反应，此反应方程式为：3Fe+4H2O(g) Fe3O4+4H2；（2）石棉绒的作用是作铁粉的载体，增大铁粉与水蒸气的接触面积；为防止液体的暴沸，因此烧瓶中应事先加入沸石或碎瓷片；（3）②溶液B中滴加KSCN溶液，溶液变红，说明溶液B中含有Fe3＋，固体物质中一定含有Fe3O4，可能含有少量没有反应的Fe；如果溶液不变红，说明溶液中不含Fe3＋，固体物质中一定含有Fe3O4和Fe；（4）Fe3O4与硫酸反应生成Fe3＋和Fe2＋，Fe与Fe3＋发生反应：Fe＋2Fe3＋=3Fe2＋；（5）加入NaOH出现白色沉淀，白色沉淀为Fe(OH)2，发生FeSO4＋2NaOH=Fe(OH)2↓＋Na2SO4，迅速转变成灰绿色，最后变为红褐色沉淀，因为Fe(OH)2被氧气氧化成Fe(OH)3，发生的反应方程式为4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=4Fe(OH)3；（6）（4）中未变红的溶液变红，说明Fe2＋被氧气氧化成Fe3＋，体现Fe2＋的还原性，防止Fe2＋被氧化成Fe3＋，保存Fe2＋时需要加入少量的铁粉或铁屑。