Question

【题目】铁不能与冷、热水反应,但能与水蒸气反应。资料显示，在不同温度下，铁粉与水蒸气反应的产物不同，温度低于570 ℃时,生成FeO，高于570 ℃时，生成Fe3O4。某学生用如图所示实验装置，完成还原铁粉与水蒸气反应的实验。

（1）实验中使用肥皂液的作用是____________。

（2）甲同学为探究实验后试管内的固体含有哪些物质,进行 了下列实验:

实验编号	实验操作	实验现象
①	取少量黑色粉末X放入试管1中，加入盐酸,微热	黑色粉末逐渐溶解，溶液呈绿色；有少量气泡产生
②	向试管1中滴加几滴KSCN溶液，振荡	溶液没有出现红色

根据上述实验,能确定固体中存在的物质有：______________________________；不能确定是否存在Fe3O4的原因是：___________________________________________。

（3）乙同学设计下列实验方案以确定实验后试管内的固体是否存在Fe3O4。

①溶液X中发生氧化还原反应的离子方程式为___________；

②操作a为_______，检验沉淀是否已经洗涤干净的操作是___________________。

（4）丙同学将试管内固体看做铁的氧化物（FexO），取出6.08 g溶于足量盐酸中，向所得溶液中通入448 mLCl2（标准状况），恰好将Fe2+完全氧化。则x=__________。

Answer 1

【答案】收集并检验反应中生成的H2 Fe Fe3O4溶于盐酸生成Fe3+,与Fe反应生成Fe2+ 2Fe2++2H++H2O2=2Fe3++2H2O 过滤、洗涤 取少量最后一次洗涤液，滴加AgNO3溶液，若无沉淀生成，则表明沉淀已洗净；反之未洗净 0.8

【解析】

（1）如有气体生成，则易生成气泡；

（2）铁与盐酸反应有气泡冒出；Fe3O4溶于盐酸生成的Fe3+与Fe反应生成了Fe2+；

（3）①双氧水可将二价铁离子氧化为三价铁离子；

②操作a得到沉淀，为过滤操作，并洗涤，洗涤液中无氯离子，表明沉淀已洗涤干净；

（4）根据守恒法计算。

（1）使用肥皂液的作用是收集并检验反应中生成的H2，反应一段时间后，有肥皂泡吹起时，用点燃的火柴靠近肥皂泡，当听到爆鸣声时，说明“铁与水蒸气”能够进行反应；

（2）黑色粉末逐渐溶解，溶液呈绿色，向试管1中滴加几滴KSCN溶液，振荡溶液没有出现红色，说明有亚铁离子生成；有少量气泡产生，说明一定有单质铁；由于Fe3O4溶于盐酸生成Fe3+，铁离子与Fe反应生成Fe2+，所以不能确定是否存在Fe3O4；

（3）①双氧水可将二价铁离子氧化为三价铁离子，离子方程式为2Fe2++2H++H2O2＝2Fe3++2H2O；②操作a为过滤、洗涤；洗涤液中无氯离子，表明沉淀已洗涤干净，检验方法为取少量最后一次洗涤液，滴加AgNO3溶液，若无沉淀生成，表明沉淀已洗涤干净，反之未洗净。

（4）氯气的物质的量是0.448L÷22.4L/mol＝0.02mol，反应后铁元素化合价升高到+3价，则根据电子得失守恒可知，解得x＝0.8。