Question

15．某校化学小组学生利用如图所示装置进行“铁与水反应”的实验，并探究固体产物成分（图中夹持及尾气处理装置均已略去）．
Ⅰ．装置B中发生反应的化学方程式是3Fe+4H₂O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Fe₃O₄+4H₂；
Ⅱ．停止反应后，待B管冷却，称量，再向固体中加入过量稀盐酸充分反应，并进行如下实验：

（1）试剂a的化学式是KSCN，试剂b的化学式是NaOH；
（2）加入新制氯水后溶液红色加深的原因是（用离子方程式表示）2Fe²⁺+Cl₂=2Fe³⁺+2Cl^-；
（3）某同学在实验中加入了过量氯水，放置一段时间后，发现深红色褪去，现请对褪色原因进行探究：
①提出假设：假设1：溶液中的+3价铁被氧化为更高的价态；
假设2：SCN^-被过量的氯水氧化；
②设计方案：为了对所提出的假设2进行验证，实验方案是取少量褪色后的溶液，滴加过量KSCN溶液，如果出现红色，则说明假设2正确，若不变红，则假设2不正确．

Answer 1

分析 I．（1）装置B中，水蒸气和铁粉高温下发生氧化还原反应，生成Fe₃O₄和氢气；
II．得到固体质量为28.8g，加入过量稀盐酸充分反应，得到浅黄色溶液，应为FeCl₃，加入试剂a变为淡红色，则加入的试剂为KSCN，加入新制备氯水，溶液颜色加深，说明Fe³⁺浓度增大，Fe²⁺被氯水氧化生成Fe³⁺，然后加入氢氧化钠溶液，可得到氢氧化铁固体，经过滤、加强热，可分解生成红棕色氧化铁固体；
可取少量褪色后的溶液，再滴加过量KSCN溶液，如果出现红色，说明被KSCN氧化，反之+3价铁被氧化；

解答 解：I．装置B中，水蒸气和铁粉高温下发生氧化还原反应，生成Fe₃O₄和氢气，方程式为3Fe+4H₂O（g） $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Fe₃O₄+4H₂，
故答案为：3Fe+4H₂O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Fe₃O₄+4H₂； 
Ⅱ．（1）得到固体质量为28.8g，加入过量稀盐酸充分反应，得到浅黄色溶液，应为FeCl₃，加入试剂a变为淡红色，则加入的试剂为KSCN，加入新制备氯水，溶液颜色加深，说明Fe³⁺浓度增大，Fe²⁺被氯水氧化生成Fe³⁺，然后加入氢氧化钠溶液，可得到氢氧化铁固体，经过滤、加强热，可分解生成红棕色氧化铁固体，
故答案为：KSCN；NaOH；
（2）加入新制氯水后溶液红色加深的原因是亚铁离子被氧化，方程式为2Fe²⁺+Cl₂=2Fe³⁺+2Cl^-，
故答案为：2Fe²⁺+Cl₂=2Fe³⁺+2Cl^-；
（3）①某同学在实验中加入了过量氯水，放置一段时间后，发现深红色褪去，可能原因是+3价铁被氧化或SCN^-被过量的氯水氧化，
故答案为：SCN^-被过量的氯水氧化；
②为了对所提出的假设2进行验证，实验方案是可取少量褪色后的溶液，再滴加过量KSCN溶液，如果出现红色，说明被KSCN氧化，反之+3价铁被氧化，
故答案为：取少量褪色后的溶液，滴加过量KSCN 溶液，如果出现红色，则说明假设2 正确，若不变红，则假设2 不正确．

点评 本题考查物质的含量测定以及性质实验方案的设计，为高考常见题型，题目以铁以及其化合物的相互转化为载体，侧重于实验方案设计与评价，题目难度中等，注意把握实验原理和实验目的．