题目内容
【题目】某化学研究性学习小组用CO还原Fe2O3 ， 并在实验结束后用磁铁吸出生成的黑色粉末X进行探究． [探究目的]分析黑色粉末X的组成，并进行相关实验．
[查阅资料]
I．CO还原Fe2O3的实验中若温度不同、受热不均时会生成Fe3O4 ， 也能被磁铁吸引．
II．Fe3O4+8H+=2Fe3++Fe2++4H2O
（1）[猜想假设]黑色粉末X的组成可能是、 ， 或二者的混合物． [实验探究]
编号 | 实验操作 | 实验现象 |
① | 取少量黑色粉末X放入试管中，注入足量的一定浓度的盐酸，微热 | 黑色粉末逐渐溶解，同时有气泡产生，溶液呈浅绿色． |
② | 向上述试管中滴加几滴KSCN溶液，振荡 | 溶液没有呈现红色 |
实验①中产生气泡的离子方程式为 ．
（2）根据②中溶液未呈红色，不能推断出黑色粉末X中无Fe3O4 ， 请用离子方程式解释原因： ．
（3）为了证明黑色粉末X中是否含有Fe3O4 ， 该小组进行如图所示实验： 
请根据数据分析说明黑色粉末X中是否含有Fe3O4 ． ．
【答案】
（1）Fe；Fe3O4；Fe+2H+═Fe2++H2↑
（2）Fe3O4+8H+═2Fe3++Fe2++4H2O、Fe+2Fe3+═3Fe2+
（3）方法1：因为32gFe2O3中含Fe元素为22.4g，而25.6g＞22.4g，所以X中还含有O元素，还含有Fe3O4； 方法2：因为产生产生4.48L氢气，需要Fe单质为11.2g，而25.6g＞11.2g，所以X中还含有Fe3O4
【解析】解：[猜想假设] （1）CO还原Fe2O3为Fe生成的黑色粉末X，Fe、Fe3O4黑色且能被磁铁吸引，则磁性黑色粉末X可能是Fe、Fe3O4、或二者的混合物；所以答案是：Fe、Fe3O4；黑色粉末X与盐酸反应有气泡产生，溶液呈浅绿色，说明铁与盐酸反应生成氢气和氯化亚铁，离子反应为：Fe+2H+═Fe2++H2↑；所以答案是：Fe+2H+═Fe2++H2↑；（2）黑色粉末X与盐酸反应，若铁足量，少量的Fe3O4 ， 加盐酸溶解发生反应：Fe3O4+8H+═2Fe3++Fe2++4H2O，因为铁足量，将生成的三价铁还原为亚铁离子：Fe+2Fe3+═3Fe2+ ， 不能使KSCN溶液显色，故根据②中溶液未呈红色，不能推断出黑色粉末X中无Fe3O4；所以答案是：Fe3O4+8H+═2Fe3++Fe2++4H2O、Fe+2Fe3+═3Fe2+；（3）方法1：生成的红色粉末为Fe2O332.0g，因为32 g Fe2O3中含Fe元素为 
g=22.4 g，而25.6 g＞22.4 g，所以X中还含有O元素，还含有Fe3O4；方法2：因为产生4.48L氢气，氢气为0.2mol，Fe单质为0.2mol×56g/mol=11.2 g，而25.6 g＞11.2 g，所以X中还含有Fe3O4；所以答案是：方法1：因为32 g Fe2O3中含Fe元素为22.4 g，而25.6 g＞22.4 g，所以X中还含有O元素，还含有Fe3O4；方法2：因为产生产生4.48L氢气，需要Fe单质为11.2 g，而25.6 g＞11.2 g，所以X中还含有Fe3O4 ．
