题目内容

某校化学小组学生利用下图所列装置进行“铁与水反应”的实验,并利用产物进行相关实验.(图中夹持、加热及尾气处理装置均已略去)
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(1)装置B中发生反应的化学方程式是
 

(2)装置E中的现象是
 

(3)实验时需要加热的装置有
 
(填装置的代号)
(4)停止反应,待B管冷却后,取其中的固体,加入过量稀盐酸充分反应,过滤.简述检验滤液中Fe3+的操作方法:
 
分析:(1)铁与水蒸气高温下反应生成四氧化三铁和氢气,据此写出反应的化学方程式;
(2)装置E中红色的氧化铁被氢气还原成黑色的铁,同时有水珠生成;                               
(3)根据各装置在实验中的作用判断是否需要加热;
(4)根据检验铁离子的常用方法进行解答.
解答:解:(1)装置B中铁粉与水蒸气在高温下发生反应生成四氧化三铁和氢气,反应的化学方程式为:3Fe+4H2O
 高温 
.
 
Fe3O4+H2↑,
故答案为:3Fe+4H2O
 高温 
.
 
Fe3O4+H2↑;
(2)装置B铁与水蒸气反应生成的氢气,经碱石灰干燥后加入装置E,氧化铁与氢气加热发生反应生成了铁和水,所以反应的现象为:红色的粉末变成黑色,管壁产生水珠,
故答案为:红色的粉末变成黑色,管壁产生水珠;
(3)装置A需要加热产生水蒸气,装置B是铁与水蒸气的反应,需要高温下才能反应,需要加热;装置E是氢气含有氧化铁的装置,反应需要加热,所以需要加热的装置为:A B E,
故答案为:A B E;
(4)检验三价铁离子的方法为:取少量滤液,滴入几滴硫氰化钾溶液,观察溶液是否变红色,
故答案为:取少量滤液于试管中,滴入几滴KSCN溶液,观察溶液是否变红色.
点评:本题考查了铁及其化合物的性质实验,题目难度不大,注意掌握铁与水蒸气反应原理,试题侧重对学生能力的培养和训练,有利于培养学生规范严谨的实验设计、操作能力.
练习册系列答案
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(2010?合肥三模)新型材料纳米α-Fe粉具有超强的磁性能,可用作高密度磁记录的介质以及高效催化剂等.在不同温度下,α-Fe粉与水蒸气反应的固体产物不同:温度低于570℃时,生成FeO,高于570℃时,生成Fe3O4.某校化学小组学生利用图1所示装置进行“铁与水反应”的实验,并探究固体产物成分(图中夹持及尾气处理装置均已略去).

(1)在高温下,装置B中发生反应的化学方程式是
3Fe+4H2O(g)
 高温 
.
 
Fe3O4+4H2
3Fe+4H2O(g)
 高温 
.
 
Fe3O4+4H2

(2)请在图2装置中选择满足虚线框图C的气体收集装置
bd
bd

(3)该小组同学为探究实验结束后试管内的固体物质成分,进行了下列实验:
【查阅资料】该小组同学通过资料得知,固体产物中一般不会同时出现三种形态混合物组合.
【提出假设】
假设1:全部为氧化亚铁;
假设2:全部为四氧化三铁;
假设3:铁和氧化亚铁混合物;
假设4:铁和四氧化三儿混合物;
假设5:
氧化亚铁和四氧化三铁混合物
氧化亚铁和四氧化三铁混合物

【设计方案】小组成员讨论后对假设4提出实验方案(不要在答题卡上作答)
【实验过程】
根据上述设计的方案进行实验.在答题卡上按下表的格式写出实验步骤、预期现象与结论.
实验步骤 实验操作 实验现象
将反应后得到黑色粉末X(假定为均匀的),取出少量放入另一试管中,加入适量盐酸,微热 黑色粉末全部溶解,溶液呈
浅绿色
浅绿色
,有少量气泡产生
向实验Ⅰ中得到的溶液加几滴KSCN溶液,振荡 溶液不显血红色
【交流讨论】①实验步骤Ⅱ加入 KSCN后溶液不显血红色的原因
无Fe3+
无Fe3+

②继续向Ⅱ溶液中加稀硝酸,立即出现血色,写出该过程中发生变化的离子方程式
3Fe2++4H++NO3-═3Fe3++NO↑+2H2O,Fe3++3SCN-═Fe(SCN)3
3Fe2++4H++NO3-═3Fe3++NO↑+2H2O,Fe3++3SCN-═Fe(SCN)3

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   (1)在高温下,装置B中发生反应的化学方程式是                         

   (2)请在下列装置中选择满足虚线框图C的气体收集装置                  

 


   (3)该小组同学为探究实验结束后试管内的固体物质成分,进行了下列实验:

        【查阅资料】该小组同学通过资料得知,固体产物中一般不会同时出现三种形态混合物组合。

        【提出假设】

         假设1:全部为氧化亚铁;

         假设2:全部为四氧化三铁;

         假设3:铁和氧化亚铁混合物;

         假设4:铁和四氧化三儿混合物;

         假设5:                                        

        【设计方案】小组成员讨论后对假设4提出实验方案(不要在答题卡上作答)

        【实验过程】

         根据上述设计的方案进行实验。在答题卡上按下表的格式写出实验步骤、预期现象与结论。

实验步骤

实验操作

实验现象

将反应后得到黑色粉末X(假定为均匀的),取出少量放入另一试管中,加入适量盐酸,微热

黑色粉末全部溶解,溶液呈     ,有少量气泡产生

向实验Ⅰ中得到的溶液加几滴KSCN溶液,振荡

溶液不显血红色

         【交流讨论】①实验步骤Ⅱ加入 KSCN后溶液不显血红色的原因                  

                ②继续向Ⅱ溶液中加稀硝酸,立即出现血色,写出该过程中发生变化的

离子方程式               

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