Question

【题目】某研究性学习小组请你参与“研究铁与水反应所得固体物质的成分、性质及再利用”实验探 究，并共同回答下列问题：

探究一：设计如图所示装置进行“铁与水反应”的实验(夹持仪器略)．

(1)硬质玻璃管 B 中发生反应的化学方程式为：________________________________．。

(2)反应前 A 中投放碎瓷片的目的是___________________．。

(3)装置 E 中的现象是_______________________。
探究二：设计如下实验方案确定反应后硬质玻璃管 B 中黑色固体的成分。

(4)待硬质玻璃管 B 冷却后，取少许其中的固体物质溶于___________________后，将所得溶液分成两份。

(5)一份滴加几滴 KSCN 溶液。若溶液变血红色,推断硬质玻璃管 B 中固体物质的成分为______________________(选 填序号,下同)；若溶液未变血红色，推断硬质玻璃管 B 中固体物质的成分为__________________________________。

①一定有 Fe3O4 ②一定有 Fe ③只有 Fe3O4 ④只有 Fe

(6)另一份用_____(填仪器名称)加入_____(填试剂和现象)，可以 证明溶液中存在 Fe2+。

探究三：设计如下流程测定反应后硬质玻璃管 B 中固体含铁元素的质量分数。

(7)试剂 b 的化学式是_____。

(8)计算反应后 B 装置中铁元素的质量分数为_____。

Answer 1

【答案】（1）

（2）防止暴沸

（3）黑色固体变红，右端管壁有水珠

（4）稀硫酸 （5）① ②

（6）胶头滴管 酸性KMnO4溶液，溶液褪色

（7）NaOH （8）77.8%

【解析】

【探究一】（1）Fe与水反应的化学方程式为：

3Fe+4H2O（g）Fe3O4+4H2。

（2）碎瓷片的作用是防止暴沸。

（3）装置E中发生反应：H2+CuOCu+H2O，现象是：黑色固体变红，右端管壁有水珠。

【探究二】在验证反应后黑色固体的成分时，检验Fe3+，最佳试剂为KSCN溶液；在确定存在Fe3+时，检验Fe2+，可用酸性KMnO4溶液。由于酸性KMnO4溶液与盐酸发生反应，所以在溶解反应后的黑色固体时，不能用盐酸，也不能用硝酸（因为HNO3可氧化Fe2+），可用稀硫酸。

【探究三】由“红棕色固体”知，该物质为Fe2O3，则和NaCl及过量，所以试剂b为NaOH溶液。m（Fe2O3）="32" g,则n（Fe2O3）="0.2" mol,则n（Fe）="0.4" mol,则反应后B装置中铁元素的质量分数为：×100%≈77.8%。