Question

某化学兴趣小组进行铁跟水蒸气反应的实验，实验装置如图1，发现有黑色晶体生成并产生无色气体，他们继续对反应产物进行探究．

已知：①FeO+2H⁺=Fe²⁺+H₂O　　②Fe₂O₃+6H⁺=2Fe³⁺+3H₂O③Fe₃O₄+8H⁺=Fe²⁺+2Fe³⁺+4H₂O
请回答下列问题：
（1）该组同学欲确定反应一段时间后试管中固体的成分，设计如下实验方案：
①待试管冷却后，取少许其中的固体溶于稀硫酸得溶液B．
②取少量溶液B滴加KSCN溶液，若溶液变红色，则说明试管中固体物质的成分是（只有一个选项符合题意）

 

，若溶液未变红色，则说明试管中固体物质的成分是（只有一个选项符合题意）

 

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A．一定有Fe₃O₄，可能有Fe　B．只有Fe（OH）₃　　C．一定有Fe₃O₄和FeD．一定有Fe（OH）₃，可能有Fe　E．只有Fe₃O₄
（2）该组同学取少量溶液B进行了实验，结果②中溶液未变红色，原因是（用离子方程式表示）

 

．
（3）铁跟水蒸气反应的化学方程为

 

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（4）该组同学另取少量溶液B，使其跟NaOH溶液反应．若按如图2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，请写出沉淀由白色变成灰绿色最后变成红褐色的反应方程式

 

．
（5）一段时间后，该组同学发现（2）中未变红色的溶液变成红色，说明Fe²⁺具有

 

（填化学性质）．由此可知，实验室中含Fe²⁺的盐溶液需现用现配，并且配制含Fe²⁺的盐溶液时应加入少量

 

．

Answer 1

考点：铁及其化合物的性质实验

专题：实验题

分析：（1）②产物四氧化三铁中有+2价的铁和+3价的铁，还有可能有过量的铁；过量的铁，可能将三价铁离子全部转化成二价铁离子；
（2）Fe²⁺与KSCN溶液不反应，据此回答判断；
（3）铁粉与水蒸气反应产物为四氧化三铁和氢气；
（4）白色沉淀为氢氧化亚铁，红褐色沉淀为氢氧化铁，据此写出相应的化学反应方程式；
（5）Fe²⁺易被空气中的氧气氧化，具有还原性，Fe²⁺溶液易水解，据此回答．

解答： 解：（1）②铁和水蒸气反应，产物为四氧化三铁和氢气，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，一定发生Fe₃O₄+8H⁺=Fe²⁺+2Fe³⁺+4H₂O，取少量溶液B滴加KSCN溶液，若溶液变红色Fe³⁺+3SCN^-?Fe（SCN）₃，则说明所得溶液中存在的阳离子是一定有Fe³⁺，一定有Fe₃O₄，可能有过量的铁；若溶液未变红色，可能含有过量的铁，将三价铁离子全部转化成二价铁离子，Fe+2Fe³⁺═3Fe²⁺，故答案为：A；C；
（2）铁和水蒸气反应，产物为四氧化三铁和氢气，可能有过量的铁，固体物质溶于稀硫酸得溶液B，溶液中过量的铁可能将三价铁离子全部转化成二价铁离子，Fe+2Fe³⁺═3Fe²⁺，Fe²⁺与KSCN溶液不反应，所以，该同学按上述实验方案进行了实验，结果溶液未变红色，
故答案为：Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺；
（3）铁在高温下与水反应，铁表现为还原性，水表现出氧化性，生成四氧化三铁和氢气，反应方程式为3Fe+4H₂O（g） 

高温  .

Fe₃O₄+4H₂，
故答案为：3Fe+4H₂O（g） 

高温  .

Fe₃O₄+4H₂；  
（4）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，说明含有Fe²⁺离子，综上分析可知，白色沉淀为氢氧化亚铁，红褐色沉淀为氢氧化铁，所以反应为：4Fe（OH）₂+O₂+2H₂O=4Fe（OH）₃，故答案为：4Fe（OH）₂+O₂+2H₂O=4Fe（OH）₃；
（5）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（铁钉）防止其被氧化，故答案为：还原性；铁粉．

点评：本题主要考查了铁与水蒸气的反应以及产物的分析判断，考查了氢氧化亚铁的制备，掌握基础知识是解答的关键，本题难度不大．