Question

【題目】某研究性學(xué)習(xí)小組請(qǐng)你參與“研究鐵與水反應(yīng)利用”實(shí)驗(yàn)，并檢驗(yàn)產(chǎn)物的性質(zhì)：

（1）B中與水蒸氣發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為_____________________．

（2）D中堿石灰的作用是_____________________．

（3）E中實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是______________________．

（4）上述實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，取出B中鐵粉反應(yīng)后的少量固體繼續(xù)進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)：

①B中產(chǎn)物與稀硫酸發(fā)生的離子方程式為：______________。

②試劑A是_________________（選填字母）。

NaOH溶液 b酸性KMnO4溶液 c.酚酞d.氯水

③若用電子天平稱取鐵粉質(zhì)量為0.1527g，測(cè)得生成氫氣體積為73.50mL（實(shí)驗(yàn)室條件下氣體摩爾體積為24.5L/mol）.則參加反應(yīng)的鐵粉占稱取鐵粉的百分?jǐn)?shù)為_______（精確到0.1%）。

④有同學(xué)認(rèn)為：即使得到了現(xiàn)象1和現(xiàn)象2的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，也不能確定所得固體成分為Fe3O4。你認(rèn)為該同學(xué)持此看法的理由是____________。

Answer 1

【答案】3Fe+4H2O（g）Fe3O4+4H2 吸收水蒸氣，干燥氫氣 黑色固體變紅，右端管壁有水珠 Fe3O4+8H+＝2Fe3++Fe2++4H2O b 82.5% 答案一：鐵粉也可以與稀硫酸反應(yīng)生成二價(jià)鐵。答案二：產(chǎn)物是FeO和Fe2O3的混合物也能得到現(xiàn)象1和現(xiàn)象2

【解析】

由圖可知，A中加熱提供水蒸氣，在B中發(fā)生Fe與水蒸氣的反應(yīng)生成四氧化三鐵和氫氣，C為緩沖裝置，D中干燥管干燥氫氣，E為氫氣還原氧化銅的裝置，以此來解答。

（1）B中鐵與水蒸氣發(fā)生反應(yīng)生成四氧化三鐵和氫氣，反應(yīng)的化學(xué)方程式為3Fe+4H2O（g）Fe3O4+4H2；

（2）生成的氫氣中含有水蒸氣，與氧化銅反應(yīng)之前需要除去，則D中堿石灰的作用是吸收水蒸氣，干燥氫氣；

（3）在加熱的條件下氫氣與氧化銅反應(yīng)生成銅和水，則E中實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是黑色固體變紅，右端管壁有水珠；

（4）①B中產(chǎn)物是四氧化三鐵，與稀硫酸發(fā)生的離子方程式為Fe3O4+8H+＝2Fe3++Fe2++4H2O。

②由于溶液中含有鐵離子和亞鐵離子，要檢驗(yàn)亞鐵離子，可以利用其有還原性、能使酸性高錳酸鉀溶液褪色來檢驗(yàn)，則試劑A是酸性KMnO4溶液，答案選b；

③生成氫氣的物質(zhì)的量是0.0735L÷24.5L/mol＝0.003mol，根據(jù)方程式3Fe+4H2O（g）Fe3O4+4H2可知消耗鐵是0.003mol×3/4＝0.00225mol，質(zhì)量是0.00225mol×56g/mol＝0.126g，則參加反應(yīng)的鐵粉占稱取鐵粉的百分?jǐn)?shù)為0.126g/0.1527g×100%≈82.5%；

④由于鐵粉也可以與稀硫酸反應(yīng)生成二價(jià)鐵，另外如果產(chǎn)物是FeO和Fe2O3的混合物也能得到現(xiàn)象1和現(xiàn)象2，所以即使得到了現(xiàn)象1和現(xiàn)象2的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，也不能確定所得固體成分為Fe3O4。