题目内容
（2011?湖南二模）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，还原铁粉与水蒸气反应的产物是不同的，温度低于570℃时，生成FeO，高于570℃时，生成Fe3O4．老师用图1所示实验装置，完成还原铁粉与水蒸气反应的演示实验．
（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：
根据上述实验，能确定固体中存在的物质是
（3 ）乙同学设计实验方案如图2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包括过滤和洗涤，检验沉淀是否已经洗涤干净的操作是
③确定是否存在Fe3O4需要测定并记录的实验数据是
（1）实验中使用肥皂液的作用是
检验反应中生成的H2
检验反应中生成的H2
．（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 | 溶液没有出现血红色 |
Fe
Fe
；不能确定是否存在Fe3O4的原因是Fe3O4溶于盐酸生成的Fe3+与Fe反应生成了Fe2+
Fe3O4溶于盐酸生成的Fe3+与Fe反应生成了Fe2+
（3 ）乙同学设计实验方案如图2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
2Fe2++2H++H2O2=2Fe3++2H2O
2Fe2++2H++H2O2=2Fe3++2H2O
；足量氨水与金属离子反应的离子方程式为Fe3++3NH3?H2O=Fe（OH）3↓+3NH4+
Fe3++3NH3?H2O=Fe（OH）3↓+3NH4+
．②操作a包括过滤和洗涤，检验沉淀是否已经洗涤干净的操作是
取少量最后一次洗涤液，滴加AgNO3溶液，若无沉淀生成，则沉淀已洗干净
取少量最后一次洗涤液，滴加AgNO3溶液，若无沉淀生成，则沉淀已洗干净
．③确定是否存在Fe3O4需要测定并记录的实验数据是
固体样品质量和红褐色固体的质量（其他合理答案也可）
固体样品质量和红褐色固体的质量（其他合理答案也可）
．分析：（1）检验反应中生成的H2；
（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）①Fe2+能被双氧水氧化为Fe3+；Fe3+能与氨水反应生成氢氧化铁沉淀；
②取少量最后一次洗涤液，滴加AgNO3溶液，若无沉淀生成，则沉淀已洗干净；
③利用极限法来假设全部是FeO或Fe3O4解题；
（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）①Fe2+能被双氧水氧化为Fe3+；Fe3+能与氨水反应生成氢氧化铁沉淀；
②取少量最后一次洗涤液，滴加AgNO3溶液，若无沉淀生成，则沉淀已洗干净；
③利用极限法来假设全部是FeO或Fe3O4解题；
解答：解：（1）有肥皂泡吹起时，用点燃的火柴靠近肥皂泡，当听到爆鸣声说明有氢气生成，故答案为：检验反应中生成的H2；
（2）与盐酸反应有气泡冒出说明含有铁；不能确定是否含有Fe3O4或FeO，如果混合物中存在Fe3O4，溶于盐酸生成的 Fe3+与 Fe反应生成了 Fe2+；且溶液中的 Fe2+也有可能是 Fe与 Fe3+反应的产物，故答案为：Fe；Fe3O4溶于盐酸生成的Fe3+与Fe反应生成了Fe2+；
（3）①Fe2+能被双氧水氧化为Fe3+，反应的离子方程式为：2Fe2++2H++H2O2═2Fe3++2H2O；Fe3+能与氨水反应生成氢氧化铁沉淀，反应的离子方程式为：Fe3++3NH3?H2O=Fe（OH）3↓+3NH4+，
故答案为：2Fe2++2H++H2O2═2Fe3++2H2O；Fe3++3NH3?H2O=Fe（OH）3↓+3NH4+；
②取少量最后一次洗涤液，滴加AgNO3溶液，若无沉淀生成，则沉淀已洗干净，
故答案为：取少量最后一次洗涤液，滴加AgNO3溶液，若无沉淀生成，则沉淀已洗干净；
③固体样品m1克与红棕色固体m2克所含铁元素的物质的量相同，假设全部是FeO，
2FeO≈Fe2O3
144g 160g
m1与m2之比=
=0.9；
假设全部是Fe3O4，
2Fe3O4≈3Fe2O3
464g 480g
m1与m2之比=
=0.97，m1与m2之比最少应大于 0.9时，固体样品中一定存在Fe3O4，
故答案为：固体样品质量和红褐色固体的质量（其他合理答案也可）；
（2）与盐酸反应有气泡冒出说明含有铁；不能确定是否含有Fe3O4或FeO，如果混合物中存在Fe3O4，溶于盐酸生成的 Fe3+与 Fe反应生成了 Fe2+；且溶液中的 Fe2+也有可能是 Fe与 Fe3+反应的产物，故答案为：Fe；Fe3O4溶于盐酸生成的Fe3+与Fe反应生成了Fe2+；
（3）①Fe2+能被双氧水氧化为Fe3+，反应的离子方程式为：2Fe2++2H++H2O2═2Fe3++2H2O；Fe3+能与氨水反应生成氢氧化铁沉淀，反应的离子方程式为：Fe3++3NH3?H2O=Fe（OH）3↓+3NH4+，
故答案为：2Fe2++2H++H2O2═2Fe3++2H2O；Fe3++3NH3?H2O=Fe（OH）3↓+3NH4+；
②取少量最后一次洗涤液，滴加AgNO3溶液，若无沉淀生成，则沉淀已洗干净，
故答案为：取少量最后一次洗涤液，滴加AgNO3溶液，若无沉淀生成，则沉淀已洗干净；
③固体样品m1克与红棕色固体m2克所含铁元素的物质的量相同，假设全部是FeO，
2FeO≈Fe2O3
144g 160g
m1与m2之比=
| 144g |
| 160g |
假设全部是Fe3O4，
2Fe3O4≈3Fe2O3
464g 480g
m1与m2之比=
| 464g |
| 480g |
故答案为：固体样品质量和红褐色固体的质量（其他合理答案也可）；
点评：本题考查铁及其化合物的性质，难度较大，③中的计算是难点，学生应充分利用信息并结合极限法来综合应用解答本题．
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状元及第系列答案
同步奥数系列答案
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