Question

【題目】某研究性學習小組請你參與“研究鐵與水反應所得固體物質的成分、性質及再利用”實驗探究，并共同解答下列問題：

探究一 設計如圖所示裝置進行“鐵與水反應”的實驗(夾持儀器略)。

(1)硬質玻璃管B中發生反應的化學方程式為__________________________。

(2)反應前A中投放碎瓷片的目的是____________________。

(3)裝置E中的現象是________________________________。

探究二 設計如下實驗方案確定反應后硬質玻璃管B中黑色固體的成分。

(4)待硬質玻璃管B冷卻后，取少許其中的固體物質溶于稀硫酸后，將所得溶液分成兩份。

①一份滴加幾滴KSCN溶液。若溶液變血紅色，推斷硬質玻璃管B中固體物質的成分為________(選填序號，下同)；若溶液未變血紅色，推斷硬質玻璃管B中固體物質的成分為________。

A．一定有Fe3O4 B．一定有Fe C．只有Fe3O4 D．只有Fe

② 另一份用膠頭滴管滴加酸性KMnO4溶液，若溶液褪色，可以證明溶液中存在 (填離子符號)。

③ 下列試劑中，不能使Fe3＋轉化為Fe2＋的是

A．氯氣

B．Fe

C．H2O2

D．稀硝酸

E．Cu

Answer 1

【答案】(1)3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2 (2)(1分)防止暴沸

(3)(1分)黑色固體變紅，右端管壁有水珠

(4)①A ； B ② Fe2+ ③ A C D(全對2分，漏選1分，錯選0分)

【解析】

試題分析：【探究一】(1)硬質管中鐵與水蒸氣在高溫下反應生成四氧化三鐵和氫氣，反應的化學方程式為：3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2；

(2)液體加熱時容易發生暴沸現象，加入碎瓷片的作用是防止暴沸；

(3)裝置E中發生反應為：H2+CuOCu+H2O，則反應現象是：黑色固體變紅，右端管壁有水珠；

【探究二】(4)在驗證反應后黑色固體的成分時，檢驗Fe3+，最佳試劑為KSCN溶液；在確定存在Fe3+時，檢驗Fe2+，可用酸性KMnO4溶液．由于酸性KMnO4溶液與鹽酸發生反應，所以在溶解反應后的黑色固體時，不能用鹽酸，也不能用硝酸(因為HNO3可氧化Fe2+)，可用稀硫酸；

①一份滴加幾滴KSCN溶液，若溶液變血紅色，說明溶液中含有鐵離子，則可推斷硬質玻璃管B中固體物質的成分為：A．一定有Fe3O4；若溶液未變血紅色，則溶液中不存在鐵離子，可推斷硬質玻璃管B中固體物質中一定存在Fe，即B正確，故答案為AB；

②用膠頭滴管加入酸性高錳酸鉀溶液，若酸性高錳酸鉀溶液褪色，則證明溶液中含有亞鐵離子；

③Fe3＋轉化為Fe2＋的過程是還原過程，需要添加還原劑，而氯氣、H2O2、稀硝酸均具有強氧化性，只能將Fe2＋氧化為Fe3＋，故答案為ACD。