题目内容
(17分)某同学利用下图所示的实验装置进行铁跟水蒸气反应的实验,并继续研究铁及其化合物的部分性质。
已知:①FeO + 2H+ = Fe2+ + H2O②Fe2O3 + 6H+ = 2Fe3+ +3 H2O ③Fe3O4 + 8H+ = Fe2+ +2Fe3+ +4 H2O
请回答下列问题:
（1）硬质试管中发生反应的化学方程式为 。
（2）该同学欲确定反应一段时间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(只有一个选项符合题意) ,若溶液未变红色则说明硬质试管中固体物质的成分是(只有一个选项符合题意) 。
| A．一定有Fe3O4,可能有Fe | B．只有Fe(OH)3 | C．一定有Fe3O4和Fe |
| D．一定有Fe(OH)3,可能有Fe E.只有Fe3O4 |
（用离子方程式表示）。
（4）该同学马上另取少量溶液B,使其跟NaOH溶液反应。若按下图所示的操作,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 。
（5）一段时间后,该同学发现（3）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+的盐溶液需现用现配制的原因是 ，并且配制含Fe2+的盐溶液时应加入少量 。
（6）乙同学为了获得持久白色的Fe(OH)2沉淀，准备用右图所示装置，用不含O2的蒸馏水配制的NaOH溶液与新制的FeSO4溶液反应。获得不含O2的蒸馏水的方法是______________。反应开始时，打开止水夹的目的是___________________________________；一段时间后，关闭止水夹，在试管_______（填“A”或“B”）中观察到白色的Fe(OH)2
（1）3Fe + 4H2O(g) 
或
Fe3O4 + 4H2 (2分) （2）A,C(2分)
（3）Fe + 2Fe3+＝ 3Fe2+(2分)(出现此方程式才给分,只写Fe3O4 + 8H+＝ Fe2+ +2Fe3+ +4 H2O不给分)
（4）FeSO4 + 2NaOH ＝ Fe(OH)2↓+ Na2SO4 (2分) 4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O ＝ 4Fe(OH)3 (2分)
（5）还原（1分）,Fe2+易被空气中的氧气氧化而变质（1分）,铁粉（1分）
(6)把蒸馏水煮沸（1分），利用铁粉和稀硫酸反应产生的氢气排出试管A、B中的空气，防止Fe(OH)2被空气中氧气氧化（2分），B（1分）。
解析试题分析：1）硬质试管中发生反应是铁与水蒸气的反应，注意铁只能生成四氧化三铁和氢气，不能写出三氧化二铁；
（2）若溶液变红色则说明溶液中有三价铁离子，不能排除溶液中是否有亚铁离子，所以硬质试管中固体物质的成分一定有Fe3O4,可能有Fe，若溶液未变红色则说明溶液中无三价铁离子，则一定有过量的铁把三价铁还原为二价铁离子，硬质试管中固体物质的成分一定有Fe3O4和Fe。
（3）说明过量的铁把三价铁还原为二价铁，Fe + 2Fe3+＝ 3Fe2+。
（4）生成白色沉淀是氢氧化亚铁,迅速变成灰绿色,最后变成红褐色是氢氧化亚铁被氧气氧化为氢氧化铁, FeSO4 + 2NaOH ＝ Fe(OH)2↓+ Na2SO4， 4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O ＝ 4Fe(OH)3。
（5）未变红的溶液变成红色，Fe2+ 被氧化为三价铁离子，说明具有还原性。实验室中含Fe2+的盐溶液需现用现配制的原因是易被空气中的氧气氧化而变质，并且配制含Fe2+的盐溶液时应加入少量铁粉，可以把氧化后的三价铁再还原成亚铁离子。
（6）获得不含O2的蒸馏水的方法一般是煮沸溶液，赶走气体。反应开始时，打开止水夹的目的是利用铁粉和稀硫酸反应产生的氢气排出试管A、B中的空气，防止Fe(OH)2被空气中氧气氧化；一段时间后，关闭止水夹，A中的氢气不能排出，在试管内使压强越来越大，把A中的硫酸亚铁赶入到B中，在B中会出现白色沉淀Fe(OH)2。
考点：考查铁与水蒸气反应的实验，检验二价铁及三价铁的方法，氢氧化亚铁的制备，铁三角的转化。
点评：对于铁单质及其化合物的转化是高中的重点和难点，经常以离子的检验、除杂、物质的制备等题型出现，比较综合，考查学生的综合思维能力。
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