Question

【题目】四川师范大学化学与材料学院对“铁与水蒸气反应”实验研究的结果显示：在80~100℃能产生稳定水蒸气的物质都可以作为该反应的供水剂；铁与水蒸气反应温度在500℃左右即可顺利进行。

某化学兴趣小组同学利用该研究结论，采用西红柿（或洋葱）作为供水剂，设计了如图装置进行实验，并对铁与水蒸气反应的产物进行检验。

回答下列问题：

（1）A中铁与水蒸气反应的化学方程式是_______________。

（2）C中碱石灰的作用是______________。

（3）D处实验现象为___________________________。

（4）上述实验结束后，取出A中铁粉反应后的少量固体继续进行如下实验：

①加入稀硫酸发生的离子方程式为______________________________。

②试剂A是_____________（选填字母），现象2为___________________。

a .NaOH溶液 b. 酸性KMnO4溶液 c .酚酞 d . 氯水

③若用电子天平称取铁粉质量为0.1527g，测得生成氢气体积为73.50mL（实验室条件下气体摩尔体积为24.5L/mol）.则参加反应的铁粉占称取铁粉的百分数为_____（精确到0.1%）。

④有同学认为：即使得到了现象1和现象2的实验现象，也不能确定所得固体成分为Fe3O4。你认为该同学持此看法的理由是_______________________。

Answer 1

【答案】 3Fe + 4H2OFe3O4 + 4H2 干燥氢气 黑色固体变红 Fe3O4 + 8H+ Fe2+ + 2Fe3+ + 4H2O b 溶液的紫色褪去 82.5% 产物是FeO和Fe2O3的混合物也能得到现象1和现象2

【解析】（1）A中铁与水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气，反应的化学方程式为：3Fe + 4H2OFe3O4 + 4H2；（2）C中碱石灰的作用是干燥氢气；（3）D处高温条件下氢气还原氧化铜生成铜单质，实验现象为黑色固体变红；（4）①加入稀硫酸后四氧化三铁与硫酸反应生成硫酸铁、硫酸亚铁和水，发生的离子方程式为：Fe3O4 + 8H+ Fe2+ + 2Fe3+ + 4H2O；②根据结论证明存在，说明加入试剂A为检验Fe2+的存在，Fe2+具有还原性，在有Fe3+存在的条件下选择进行检验；故试剂A为酸性KMnO4溶液，答案选b；KMnO4被还原Fe2+，现象2为溶液的紫色褪去；③根据反应3Fe + 4H2OFe3O4 + 4H2可知，参加反应的铁粉的质量为： ， ；④有同学认为：即使得到了现象1和现象2的实验现象，也不能确定所得固体成分为Fe3O4。你认为该同学持此看法的理由是产物是FeO和Fe2O3的混合物也能得到现象1和现象2。