新型材料纳米α-Fe粉具有超强的磁性能.可用作高密度磁记录的介质以及高效催化剂等．在不同温度下.α-Fe粉与蒸气反应的固体产物不同:温度低于570℃时.生成FeO.高于570℃时.生成Fe3O4．(1)甲同学用图1所示装置进行α-Fe粉与水蒸气的反应．证明实验中有氢气产生的现象是．(2)乙同学用图2所示装置进行α-Fe粉与水蒸气的反应并验证产物� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

新型材料纳米α-Fe粉具有超强的磁性能，可用作高密度磁记录的介质以及高效催化剂等．在不同温度下，α-Fe粉与蒸气反应的固体产物不同：温度低于570℃时，生成FeO，高于570℃时，生成Fe₃O₄．

（1）甲同学用图1所示装置进行α-Fe粉与水蒸气的反应．
证明实验中有氢气产生的现象是

．
（2）乙同学用图2所示装置进行α-Fe粉与水蒸气的反应并验证产物．
①试管a中的物质是

．
②乙同学为探究实验结束后试管内的固体物质成分，进行了下列实验：

实验步骤	实验操作	实验现象
Ⅰ	将反应后得到黑色粉末X（假定为均匀的），取出少量放入另一试管中，加入少量盐酸，微热	黑色粉末逐渐溶解，溶液呈浅绿色；有少量气泡产生
Ⅱ	向实验Ⅰ中得到的溶液滴加几滴KSCN溶液，振荡

实验现象不能确定是否存在Fe₃O₄，主要原因是

（用离子方程式表示）
③乙同学称取5.60gFe粉，用上图装置反应一段时候后，停止加热．将试管内的固体物质在干燥器中冷却后，称得质量为6.88g．然后将冷却后的固体物质与足量FeCl₃溶液充分反应，测定消耗FeCl₃的物质的量，最终确定产物的成分．若此装置中Fe粉与水蒸气反应的产物为Fe₃O₄，则消耗FeCl₃的物质的量应为

mol．

考点：铁的化学性质,铁的氧化物和氢氧化物,性质实验方案的设计

专题：实验设计题

分析：（1）实验装置1是α-Fe粉与水蒸气的反应，证明实验中有氢气产生的现象是利用肥皂泡生成点燃发生爆炸分析；
（2）①试管a是提供反应需要的水蒸气；
②实验现象不能确定是否存在Fe₃O₄，因为溶液中三价铁离子可能被过量铁还原为亚铁离子；
③依据铁和水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气，结合固体质量分析判断生成物成分含有铁，结合元素守恒计算所得固体各成分的物质的量，依据化学方程式计算溶解剩余铁需要的氯化铁物质的量．

解答： 解：（1）实验装置1是α-Fe粉与水蒸气的反应，证明实验中有氢气产生的现象是，部分肥皂泡浮在空中，利用肥皂泡生成点燃发生爆炸证明是生成的氢气，
故答案为：有大量肥皂泡生成，部分肥皂泡浮在空中，点燃肥皂泡发生轻微爆炸；
（2）①试管a是提供反应需要的水蒸气，故答案为：水；
②实验现象不能确定是否存在Fe₃O₄，因为溶液中三价铁离子可能被过量铁还原为亚铁离子，所以加入硫氰酸钾溶液不出现血红色现象，发生反应的离子方程式为2Fe³⁺+Fe=3Fe²⁺，故答案为：溶液没有出现血红色2Fe³⁺+Fe=3Fe²⁺；
③3Fe+4H₂O═Fe₃O₄+4H₂ Fe的质量为5.6g，则n（Fe）=0.1mol，如果这些Fe完全和水蒸气反应，那么应该生成

0.1

mol 的Fe₃O₄，m（Fe₃O₄）=

0.1

×M（Fe₃O₄）=7.73g，但是现在只产生了 6.88g 的 Fe₃O₄，就表明 Fe 没有完全反应，还有剩余，因为多出来的质量 6.88g-5.6g=1.28g 就是氧元素的质量，所以n（O）=

1.28g

16g/mol

=0.08mol，而一个Fe₃O₄分子含4个氧原子，所以 n（Fe₃O_4）=

×n（O）=0.02mol，m（Fe₃O₄）=0.02 mol×M（Fe₃O₄）=4.64g，那么这6.88g 固体中就含有 Fe₃O₄ 4.64g，而Fe 就有 6.88g-4.64g=2.24g，n（Fe）=

2.24g

56g/mol

=0.04mol，依据反应 Fe+2FeCl₃═3FeCl₂，所以消耗的FeCl₃的物质的量是n（Fe）的2倍为 0.08mol，
故答案为：0.08．

点评：本题考查了物质制备和物质性质的分析判断，实验过程和实验现象分析是解题关键，题目难度中等．

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下列离子中，电子数大于质子数且质子数大于中子数的是（　　）

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B、Li⁺

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将23.9g表面已锈蚀成铜绿[Cu₂（OH）₂CO₃]的铜片投入100mL 9mol/L的硝酸中，充分反应后，固体全部溶解，硝酸只被还原成NO₂和NO（假设生成气体全部逸出），反应后溶液中H⁺ 为0.16mol（不考虑Cu²⁺ 的水解）．往反应后的溶液中加入过量的NaOH溶液，滤出沉淀，洗涤、干燥后得到29.4g蓝色固体．求：
（1）铜片中单质铜的质量分数（保留2位小数）．
（2）铜片与硝酸充分反应后，溶液中NO₃^-的物质的量浓度（假设反应前溶液的体积不变）．
（3）生成NO₂和NO气体的体积比．
（4）已知2NO₂+2NaOH→NaNO₃+NaNO₂+H₂O，NO+NO₂+2NaOH→2NaNO₂+H₂O．现将反应后生成的气体用过量NaOH溶液吸收，为使氮氧化物充分吸收，还需通入一定量氧气．
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（1）①已知当活塞移至C处时，干燥管中物质的质量增加了2.24g．此时，通入标准状况下的CO₂气体的体积是多少？容器甲中NO₂转化为N₂O₄的转化率是多少？
②活塞移至C处后，继续通入amolCO₂，此时活塞恰好回至B处．则a值必小于0.01，其理由是

．
（2）若改变干燥管中Na₂O₂的量，要通过调节甲容器的温度及通入CO₂的量，使活塞发生从B到C，又从C到B的移动，则Na₂O₂的质量最小值应大于

克？

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某研究性学习小组利用手持技术探究强碱和不同的酸中和反应的过程如下：
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（填“酸式”、“碱式”）滴定管中加入0.1mol?L^-1的NaOH，连接数据采集器和pH传感器．
③向锥形瓶中滴入NaOH，接近估算的NaOH用量附近时，减慢滴加速度，等读数稳定后，再滴下一滴NaOH．
④存储计算机绘制的pH变化图．用0.1 mol?L^-1的CH₃COOH溶液代替HCl重复上述②～④的操作．
（2）结果分析：
20℃时NaOH分别滴定HCl、CH₃COOH的pH变化曲线如下．