题目内容
纳米级α-Fe粉末具有超强的特性技术指标，是高密度磁记录介质、高效催化剂和微波吸收剂的理想原料。实验采用气相还原剂法制α-Fe纳米粉末。原料是高纯度?N2(99.99%)、高纯度H2(99.99%)、高纯度FeCl2·nH2O(99.8%)。反应前先将粉料放入管状反应器内进行脱水，真空干燥，然后高温蒸发，同时通入载气将原料送至高温反应区。在反应区中，原料气、还原气及保护气一并混合，α-Fe粒子瞬间成核。成核后的粒子由真空泵迅速抽出，随载气到达粒子收集器，从而得到均匀、高纯、球状、单相的α-Fe纳米粒子。试回答下列问题：(1)试写出上述主要的反应化学方程式。
(2)若反应物不进行脱水干燥，则生成的铁会发生哪些反应？(用化学方程式表示)
(3)若反应是在没有还原性保护气的空气中进行的，+2价的铁能否存在？将发生怎样的反应？
解析:这是一道以高科技新材料——纳米材料为背景，考查铁及其化合物性质的理解应用，以及阅读审题获取解题信息的能力。解题的关键是推测FeCl2·nH2O在真空高温蒸发后的产物为氧化亚铁。通入氢气将氧化亚铁还原得到铁(在本题给定的反应条件下，生成纳米级α-Fe)。
答案:(1)FeCl2+2H2O====Fe(OH)2+2HCl
Fe(OH)2
FeO+H2O
FeO+H2
Fe+H2O
(2)3Fe+4H2O(g) 
Fe3O4+4H2
(3)不能 4Fe(OH)2+O2+2H2O====4Fe(OH)3 2Fe(OH)3
Fe2O3+3H2O
阅读快车系列答案新型材料纳米α－Fe粉具有超强的磁性能，可用作高密度磁记录的介质以及高效催化剂等。在不同温度下，α—Fe粉与蒸气反应的固体产物不同：温度低于570℃时，生成FeO，高于570℃时，生成Fe3O4。
（1）甲同学用下图所示装置进行α－Fe粉与水蒸气的反应。
证明实验中有氢气产生的现象是 。
（2）乙同学用下图所示装置进行α－Fe粉与水蒸气的反应并验证产物。
①试管a中的物质是 。
②乙同学为探究实验结束后试管内的固体物质成分，进行了下列实验：
| 实验步骤 | 实验操作 | 实验现象 |
| Ⅰ | 将反应后得到黑色粉末X（假定为均匀的），取出少量放入另一试管中，加入少量盐酸，微热 | 黑色粉末逐渐溶解，溶液呈浅绿色；有少量气泡产生 |
| Ⅱ | 向实验I中得到的溶液滴加几滴KSCN溶液，振荡 | 溶液没有出现红色 |
实验现象不能确定是否存在Fe3O4，主要原因是
（用离子方程式表示）
③乙同学称取5.60gFe粉，用上图装置反应一段时候后，停止加热。将试管内的固体物质在干燥器中冷却后，称得质量为6.88g。然后将冷却后的固体物质与足量FeCl3溶液充分反应，测定消耗FeCl3的物质的量，最终确定产物的成分。若此装置中Fe粉与水蒸气反应的产物为Fe3O4，则消耗FeCl3的物质的量应为 mol。
新型材料纳米α－Fe粉具有超强的磁性能，可用作高密度磁记录的介质以及高效催化剂等。在不同温度下，α—Fe粉与蒸气反应的固体产物不同：温度低于570℃时，生成FeO，高于570℃时，生成Fe3O4。
（1）甲同学用下图所示装置进行α－Fe粉与水蒸气的反应。
证明实验中有氢气产生的现象是 。
（2）乙同学用下图所示装置进行α－Fe粉与水蒸气的反应并验证产物。
①试管a中的物质是 。
②乙同学为探究实验结束后试管内的固体物质成分，进行了下列实验：
| 实验步骤 | 实验操作 | 实验现象 |
| Ⅰ | 将反应后得到黑色粉末X（假定为均匀的），取出少量放入另一试管中，加入少量盐酸，微热 | 黑色粉末逐渐溶解，溶液呈浅绿色；有少量气泡产生 |
| Ⅱ | 向实验I中得到的溶液滴加几滴KSCN溶液，振荡 | 溶液没有出现红色 |
（用离子方程式表示）
③乙同学称取5.60gFe粉，用上图装置反应一段时候后，停止加热。将试管内的固体物质在干燥器中冷却后，称得质量为6.88g。然后将冷却后的固体物质与足量FeCl3溶液充分反应，测定消耗FeCl3的物质的量，最终确定产物的成分。若此装置中Fe粉与水蒸气反应的产物为Fe3O4，则消耗FeCl3的物质的量应为 mol。
新型材料纳米α－Fe粉具有超强的磁性能，可用作高密度磁记录的介质以及高效催化剂等。在不同温度下，α—Fe粉与蒸气反应的固体产物不同：温度低于570℃时，生成FeO，高于570℃时，生成Fe3O4。
（1）甲同学用下图所示装置进行α－Fe粉与水蒸气的反应。
证明实验中有氢气产生的现象是 。
（2）乙同学用下图所示装置进行α－Fe粉与水蒸气的反应并验证产物。
①试管a中的物质是 。
②乙同学为探究实验结束后试管内的固体物质成分，进行了下列实验：
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实验步骤 |
实验操作 |
实验现象 |
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Ⅰ |
将反应后得到黑色粉末X（假定为均匀的），取出少量放入另一试管中，加入少量盐酸，微热 |
黑色粉末逐渐溶解，溶液呈浅绿色；有少量气泡产生 |
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Ⅱ |
向实验I中得到的溶液滴加几滴KSCN溶液，振荡 |
溶液没有出现红色 |
实验现象不能确定是否存在Fe3O4，主要原因是
（用离子方程式表示）
③乙同学称取5.60gFe粉，用上图装置反应一段时候后，停止加热。将试管内的固体物质在干燥器中冷却后，称得质量为6.88g。然后将冷却后的固体物质与足量FeCl3溶液充分反应，测定消耗FeCl3的物质的量，最终确定产物的成分。若此装置中Fe粉与水蒸气反应的产物为Fe3O4，则消耗FeCl3的物质的量应为 mol。