题目内容

【题目】某同学利用下图所示的实验装置进行铁跟水蒸气反应的实验,并继续研究铁及其化合物的部分性质。

回答下列问题:

(1)硬质试管中发生反应的化学方程式为____________________________ ;

(2)该同学欲确定反应后硬质试管中固体物质的成分,设计了如下实验方案:

①待硬质试管冷却后,取少许其中的固体物质溶于稀硫酸得溶液B;

②取少量溶液B滴加KSCN溶液,若溶液变红色则说明硬质试管中固体物质的成分一定有________,若溶液未变红色则说明硬质试管中固体物质的成分一定有__________________;原因是:___________________________(用离子方程式表示);

(3)发现溶液未变红该同学马上另取少量溶液B,使其跟NaOH溶液反应。若按下图所示的操作,可观察到生成白色沉淀,迅速变成灰绿色,最后变成红褐色的现象,请写出与沉淀发生变化现象的反应的化学方程式:_____________________;

(4)一段时间后,该同学发现(2)中未变红的溶液变成红色,说明Fe2+ 具有_______性;由此可知,实验室中FeSO4溶液要临时配制并加少量___________。

【答案】3Fe + 4H2O(g)====Fe3O4 + 4H2 Fe3O4 Fe3O4和Fe Fe + 2Fe3+=3Fe2+ 4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O = 4Fe(OH)3 还原 Fe

【解析】

(1)根据铁与水蒸气高温下反应生成四氧化三铁和氢气解答;
(2)KSCN溶液变红色,说明有三价铁离子;溶液未变红色,说明无三价铁离子;铁单质能将三价铁离子还原成二价铁离子;
(3)白色沉淀为氢氧化亚铁,氢氧化亚铁具有还原性,易被空气中氧气氧化生成氢氧化铁;

(4)一段时间后,该同学发现(2)中未变红的溶液变成红色,说明有铁离子的生成,所以说明了亚铁离子具有还原性;为了防止亚铁离子被氧化,在实验室中FeSO4溶液要临时配制并加少量铁粉。

(1)铁与水蒸气高温下反应生成四氧化三铁和氢气,反应方程式3Fe + 4H2O(g)Fe3O4 + 4H2

因此,本题正确答案是:3Fe + 4H2O(g)Fe3O4 + 4H2

(2)KSCN溶液溶液变红色,说明有三价铁离子,说明硬质试管中固体一定有Fe3O4;KSCN溶液未变红色,说明无三价铁离子,一定有Fe3O4和Fe,铁单质能将三价铁离子还原成二价铁离子离子方程式为Fe + 2Fe3+=3Fe2+,
因此,本题正确答案是:Fe3O4;Fe3O4和Fe;Fe + 2Fe3+=3Fe2+;
(3)白色沉淀为氢氧化亚铁,氢氧化亚铁具有还原性,易被空气中氧气氧化生成氢氧化铁,反应的方程式为:4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O = 4Fe(OH)3;
因此,本题正确答案是:4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O = 4Fe(OH)3;

(4)Fe2+溶液因为水解和还原性而不易保存,可以加入酸抑制其水解,加入还原性铁(铁粉)防止其被氧化,

因此,本题正确答案是:还原;铁粉。

练习册系列答案
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【题目】I.在一定条件下aA+bBcC+dD达到平衡时,请填写:

(1)若A、B、C、D都是气体,在加压后平衡向逆反应方向移动,则a、b、c、d关系是__________________。

(2)已知B、C、D是气体,现增加A的物质的量,平衡不移动,说明A是__________________(填状态)。

(3)若容器容积不变,加入气体B,气体A的转化率__________________(填“增大”“减小”或“不变”)。

(4)若加热后,C的百分含量减小,则正反应是__________________反应(填“放热”或“吸热”)。

(5)若保持容器压强不变,且A、B、C、D都是气体,向容器中充入稀有气体,则化学平衡正向移动,则a、b、c、d关系是__________________。

Ⅱ.工业上一般采用下列反应合成甲醇:CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)。

(1)在一定温度下,将2 mol CO和6 mol H2充入2 L的密闭容器中,充分反应后,达到平衡时测得c(CO)=0.5mol·L-1。该反应的平衡常数K=__________________。

(2)若在一体积可变的容器中充入l molCO、 2mol H2和1mol CH3OH,达到平衡吋测得混合气体的密度是同温同压下起始的1.6倍,则该反应向__________________(填“正”、“逆”)反应方向移动。

(3)若在温度和容积相同的三个密闭容器中,按不同方式投人反应物,测得反应达到平衡吋的有关数据如下表:

容器

反应物投入的量

反应物的转化率

CH3OH的浓度(mol/L)

能量变化(Q1、Q2、Q3均大于0)

1

2molCO和4molH2

a1%

c1

放出Q1kJ热量

2

2molCH3OH

a2%

c2

吸收Q2kJ热量

3

4molCO和8molH2

a3%

c3

放出Q3kJ热量

则下列关系正确的是 __________________。

A. c1=c2 B.2Q1=Q3 C.2a1=a3 D.a1 +a2 =1 E.该反应若生成2mol CH3OH,则放出(Q1+Q2)kJ热量

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