Question

7．某实验小组利用下图所列装置进行“铁与水蒸气反应”的实验，并利用产物进一步制取FeCl₃•6H₂O晶体．（图中夹持及尾气处理装置均已略去）请回答下列问题：
（1）装置B中发生反应的化学方程式是3Fe+4H₂O $\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Fe₃O₄+4H₂．
（2）E中出现的现象是黑色的粉末变成紫红色，管壁产生水珠．
（3）该小组把B中反应后的产物加入足量的盐酸，用该溶液制取FeCl₃•6H₂O晶体．
①欲检验溶液中含有Fe³⁺，选用的试剂为KSCN溶液，现象是向溶液里滴加KSCN溶液，溶液变血红色．
②该实验小组同学用上述试剂没有检测到Fe³⁺，用离子方程式解释滤液中不存在Fe³⁺可能的原因：Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺．
③将此滤液中FeCl₂完全氧化为FeCl₃最好选择下列物质中的B．
A．酸性KMnO₄溶液        B．Cl₂    C．Na₂O₂ D．FeCl₃
④在③所得溶液浓缩结晶前需要用实验证明FeCl₂已完全氧化，实验方法是用小试管取用③反应后的溶液1-2ml，滴入几滴酸性高锰酸钾溶液，溶液不褪色则证明氯化亚铁已被全部氧化．

Answer 1

分析 （1）Fe与水蒸气反应生成Fe₃O₄和H₂；碱石灰能干燥气体；
（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）①Fe³⁺的检验方法是：取少量滤液，滴入几滴硫氰化钾溶液，观察溶液是否变红色；
②向体系中加入铁粉，如果铁粉不溶解，说明不存在Fe³⁺；
③滤液中FeCl₂完全氧化为FeCl₃，选择氧化剂能氧化亚铁离子且不引入新的杂质；
④在③所得溶液浓缩结晶前需要用实验证明FeCl₂已完全氧化的方法是检验亚铁离子的存在，可以选择高锰酸钾溶液检验．

解答 解：（1）Fe与水蒸气反应生成Fe₃O₄和H₂，反应的化学方程式是3Fe+4H₂O$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$ Fe₃O₄+4H₂，
故答案为：3Fe+4H₂O$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$ Fe₃O₄+4H₂；
（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，氧化铜与氢气加热发生反应生成了铜和水，所以反应的现象为：黑色的粉末变成紫红色，管壁产生水珠，
故答案为：黑色的粉末变成紫红色，管壁产生水珠；
（3）①Fe³⁺的检验方法是：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：KSCN溶液；向溶液里滴加KSCN溶液，溶液变血红色；
②向体系中加入铁粉，如果铁粉不溶解，说明不存在Fe³⁺，所以离子反应方程式为：Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺，
故答案为：Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺；
③滤液中FeCl₂完全氧化为FeCl₃，
A．酸性KMnO₄溶液 能氧化氯化亚铁，但引入钾离子、锰离子等，故A错误；
B．Cl₂  氧化氯化亚铁为氯化铁，不引入新的杂质，故B正确；
 C．Na₂O₂ 和水反应生成氢氧化钠，沉淀亚铁离子和铁离子，不能除去，故C错误；
D．FeCl₃ 不能氧化氯化亚铁，故D错误；
故答案为：B；
④在③所得溶液浓缩结晶前需要用实验证明FeCl₂已完全氧化，实验方法是：用小试管取用③反应后的溶液1-2ml，滴入几滴酸性高锰酸钾溶液，溶液不褪色则证明氯化亚铁已被全部氧化，
故答案为：用小试管取用③反应后的溶液1-2ml，滴入几滴酸性高锰酸钾溶液，溶液不褪色则证明氯化亚铁已被全部氧化；

点评 本题考查物质的性质实验，为高考常见题型，侧重于学生的分析能力和实验能力的考查，注意把握实验的原理和操作注意事项，题目难度中等．