题目内容

【题目】某研究性学习小组请你参与“研究铁与水反应利用”实验,并检验产物的性质:

(1)B中与水蒸气发生反应的化学方程式为_____________________.

(2)D中碱石灰的作用是_____________________.

(3)E中实验现象是______________________.

(4)上述实验结束后,取出B中铁粉反应后的少量固体继续进行如下实验:

①B中产物与稀硫酸发生的离子方程式为:______________。

②试剂A是_________________(选填字母)。

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____________。

【答案】3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2 吸收水蒸气,干燥氢气 黑色固体变红,右端管壁有水珠 Fe3O4+8H+=2Fe3++Fe2++4H2O b 82.5% 答案一:铁粉也可以与稀硫酸反应生成二价铁。答案二:产物是FeO和Fe2O3的混合物也能得到现象1和现象2

【解析】

由图可知,A中加热提供水蒸气,在B中发生Fe与水蒸气的反应生成四氧化三铁和氢气,C为缓冲装置,D中干燥管干燥氢气,E为氢气还原氧化铜的装置,以此来解答。

(1)B中铁与水蒸气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(g)Fe3O4+4H2;

(2)生成的氢气中含有水蒸气,与氧化铜反应之前需要除去,则D中碱石灰的作用是吸收水蒸气,干燥氢气;

(3)在加热的条件下氢气与氧化铜反应生成铜和水,则E中实验现象是黑色固体变红,右端管壁有水珠;

(4)①B中产物是四氧化三铁,与稀硫酸发生的离子方程式为Fe3O4+8H+=2Fe3++Fe2++4H2O。

②由于溶液中含有铁离子和亚铁离子,要检验亚铁离子,可以利用其有还原性、能使酸性高锰酸钾溶液褪色来检验,则试剂A是酸性KMnO4溶液,答案选b;

③生成氢气的物质的量是0.0735L÷24.5L/mol=0.003mol,根据方程式3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2可知消耗铁是0.003mol×3/4=0.00225mol,质量是0.00225mol×56g/mol=0.126g,则参加反应的铁粉占称取铁粉的百分数为0.126g/0.1527g×100%≈82.5%;

④由于铁粉也可以与稀硫酸反应生成二价铁,另外如果产物是FeO和Fe2O3的混合物也能得到现象1和现象2,所以即使得到了现象1和现象2的实验现象,也不能确定所得固体成分为Fe3O4。

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