Question

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：

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

根据上述实验，能确定固体中存在的物质是    ；不能确定是否存在Fe₃O₄的原因是   
（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    ；足量氨水与金属离子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    ．

Answer 1

【答案】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；
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）；
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．