Question

按如图所示装置进行铁和水蒸气反应的实验。

（1）铁粉与水蒸气反应的化学方程式是：                                       ；

 (2)为检验生成的气体产物,需从下图选择必要的装置,其正确的连接顺序为(用接口字母表示)a—      ,描述能证明气体产物的实验现象_　                            ；

（3）停止反应，待装置冷却后，取出反应过的铁粉混合物，加入过量的稀硫酸充分反应。过滤。简述检验所得滤液中Fe^3＋的操作方法：                           ；

（4）经检验上述滤液中不含Fe^3＋，这不能说明铁粉与水蒸气反应所得产物中不含＋3价的铁。原因是（用化学方程式说明）：                            ；

（5）某同学利用上述滤液制取白色的Fe（OH）₂沉淀，向滤液中加入NaOH溶液后，观察到生成的白色沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色。

①沉淀由白色变为红褐色的化学方程式是：                  ；

②为了得到白色的Fe（OH）₂沉淀，并尽可能使沉淀长时间保持白色，有同学设计如下图所示的装置：通电后，溶液中产生大量的白色沉淀，且较长时间不变色。下列说法中正确的是________(填序号)。

A．电源中的a为正极，b为负极       B．可以用NaCl溶液作为电解液

C．A、B两端都必须用铁作电极       D．阴极发生的反应是2H^＋＋2e^－===H₂↑

Answer 1

【知识点】化学实验  J1 J5 C3 F4

【答案解析】（每空2分）（1）Fe+4H₂O(g)   = Fe₃O₄+4H₂ 

  （2）a—f—g—b—c—h或a—f—g—c—b—h。 

   黑色的氧化铜变成红色,白色的无水CuSO₄变成蓝色

  （3）滴加KSCN溶液，溶液变红色

（4）2Fe³⁺+Fe=2Fe²⁺

（5）①4Fe（OH）₂+O₂+2H₂O═4Fe（OH）₃    ②ABD

解析：⑴铁粉与水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气

⑵用A盛放铁粉，用B制取水蒸气，铁和水蒸气反应后有部分水蒸气剩余，所以a出来的气体通过浓硫酸进行干燥，洗气瓶中的导气管应该是长进短出，所以a连接f，f连接g，干燥后的氢气进入C装置，可以从b进入，也可以从c进入，所以g可以连接b或c，氧化铜和氢气反应有水蒸气生成，水能使无水硫酸铜变蓝，所以c或b连接h，因此其排序为：afgbch 或afgcbh，当看到无水硫酸铜变蓝，黑色的氧化铜变成红色,则生成的气体是氢气。

⑶Fe^3＋的检验用KSCN，即滴加KSCN溶液，溶液变红色
⑷固体产物含有四氧化三铁和未反应的铁，四氧化三铁和铁都与盐酸反应生成盐，而且铁与铁离子反应生成Fe²⁺导致滤液中检验不出Fe^3＋

⑸①Fe（OH）₂被空气中的氧气氧化为氢氧化铁②欲溶液中产生大量的白色沉淀，且较长时间不变色，即利用生成的氢气从上到下排除溶液中的氧气，即B端是阴极，b是负极，阴极材料可以是铁也可以是其它能导电的材料，阴极方程式为：2H⁺+2e^-=H₂↑，因为氢离子放电破坏水的电离平衡，使氢氧根离子浓度增大，与亚铁离子结合成Fe（OH）₂沉淀，金属Fe作阳极，阳极方程式为：Fe-2e^-=Fe²⁺。因此选ABD。

【思路点拨】装置的连接顺序一般是发生装置→除杂→干燥→性质实验→尾气处理。