题目内容

查阅资料:在不同温度下,纳米级Fe粉与水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.甲同学用图1所示装置进行纳米级Fe粉与水蒸气的实验:

(1)该装置中纳米级Fe粉与水蒸气反应的化学方程式是
 
.
(2)装置C的作用是
 
.
(3)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,振荡溶液没有出现血红色
乙同学认为该条件下反应的固体产物为FeO.丙同学认为该结论不正确,他的理由是
 
(用离子方程式表示).
(4)丁同学称取5.60gFe粉,用乙的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,消耗FeCl3的0.08mol.丁同学实验的固体产物为
 
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考点:性质实验方案的设计,铁及其化合物的性质实验
专题:实验题
分析:(1)Fe粉与水蒸气在高温下反应生成Fe3O4和氢气;
(2)装置C用于制备水蒸气;
(3)如铁粉过量,则不能生成Fe3+;
(4)铁和水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气,结合固体质量分析判断生成物成分.
解答: 解:(1)Fe粉与水蒸气在高温下反应生成Fe3O4和氢气,方程式为3Fe+4H2O(g)
 高温 
.
 
Fe3O4+4H2,故答案为:3Fe+4H2O(g)
 高温 
.
 
Fe3O4+4H2;
(2)反应物为铁和水蒸气,则装置C用于制备水蒸气,故答案为:制取水蒸气;
(3)如铁粉过量,铁离子能与铁反应生成亚铁离子,反应方程式为:2Fe3++Fe=3Fe2+,不能确定是否为FeO,故答案为:2Fe3++Fe=3Fe2+;
(4)3Fe+4H2O═Fe3O4 +4H2 Fe的质量为5.6g,则n(Fe)=0.1mol,如果这些Fe完全和水蒸气反应,那么应该生成
0.1
3
mol 的Fe3O4,m(Fe3O4)=
0.1
3
×M(Fe3O4)=7.73g,但是现在只产生了 6.88g 的 Fe3O4,就表明 Fe 没有完全反应,还有剩余,则固体产物为Fe3O4、Fe,故答案为:Fe3O4、Fe.
点评:本题考查性质实验方案的设计,为高频考点,侧重于学生的分析能力、实验能力和计算能力的考查,把握高温下铁与水反应及实验中装置的作用为解答的关键,题目难度中等.
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