Question

【題目】四川師范大學化學與材料學院對“鐵與水蒸氣反應”實驗研究的結果顯示：在80~100℃能產生穩定水蒸氣的物質都可以作為該反應的供水劑；鐵與水蒸氣反應溫度在500℃左右即可順利進行。

某化學興趣小組同學利用該研究結論，采用西紅柿（或洋蔥）作為供水劑，設計了如圖裝置進行實驗，并對鐵與水蒸氣反應的產物進行檢驗。

回答下列問題：

（1）A中鐵與水蒸氣反應的化學方程式是_______________。

（2）C中堿石灰的作用是______________。

（3）D處實驗現象為___________________________。

（4）上述實驗結束后，取出A中鐵粉反應后的少量固體繼續進行如下實驗：

①加入稀硫酸發生的離子方程式為______________________________。

②試劑A是_____________（選填字母），現象2為___________________。

a .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量為0.1527g，測得生成氫氣體積為73.50mL（實驗室條件下氣體摩爾體積為24.5L/mol）.則參加反應的鐵粉占稱取鐵粉的百分數為_____（精確到0.1%）。

④有同學認為：即使得到了現象1和現象2的實驗現象，也不能確定所得固體成分為Fe3O4。你認為該同學持此看法的理由是_______________________。

Answer 1

【答案】 3Fe + 4H2OFe3O4 + 4H2 干燥氫氣 黑色固體變紅 Fe3O4 + 8H+ Fe2+ + 2Fe3+ + 4H2O b 溶液的紫色褪去 82.5% 產物是FeO和Fe2O3的混合物也能得到現象1和現象2

【解析】（1）A中鐵與水蒸氣反應生成四氧化三鐵和氫氣，反應的化學方程式為：3Fe + 4H2OFe3O4 + 4H2；（2）C中堿石灰的作用是干燥氫氣；（3）D處高溫條件下氫氣還原氧化銅生成銅單質，實驗現象為黑色固體變紅；（4）①加入稀硫酸后四氧化三鐵與硫酸反應生成硫酸鐵、硫酸亞鐵和水，發生的離子方程式為：Fe3O4 + 8H+ Fe2+ + 2Fe3+ + 4H2O；②根據結論證明存在，說明加入試劑A為檢驗Fe2+的存在，Fe2+具有還原性，在有Fe3+存在的條件下選擇進行檢驗；故試劑A為酸性KMnO4溶液，答案選b；KMnO4被還原Fe2+，現象2為溶液的紫色褪去；③根據反應3Fe + 4H2OFe3O4 + 4H2可知，參加反應的鐵粉的質量為： ， ；④有同學認為：即使得到了現象1和現象2的實驗現象，也不能確定所得固體成分為Fe3O4。你認為該同學持此看法的理由是產物是FeO和Fe2O3的混合物也能得到現象1和現象2。