【題目】某小組進(jìn)行鐵與水蒸氣反應(yīng)的產(chǎn)物及其性質(zhì)探究系列實(shí)驗(yàn)。請(qǐng)回答實(shí)驗(yàn)中的問(wèn)題:

1寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式__________,16.8g鐵粉參加反應(yīng),轉(zhuǎn)移電子數(shù)目為_____。

2待試管冷卻后,取少許其中的固體物質(zhì)溶于稀鹽酸得溶液A,取所得液滴加KSCN溶液,溶液無(wú)顏色變化,說(shuō)明硬質(zhì)試管中固體物質(zhì)的成分是_______ 溶液未變紅色的原因是___________(用離子方程式表示)。

3若要使2中所得溶液變紅又不增加溶液離子種類,可以加入適量____試劑。

4另取2中溶液A,加入NaOH溶液觀察到生成白色絮狀沉淀并迅速變成灰綠色,最后變成紅褐色。沉淀轉(zhuǎn)化過(guò)程發(fā)生的反應(yīng)方程式為______________。

5某催化劑(主要成分FeO、Fe2O3)+2價(jià)鐵與+3價(jià)鐵的物質(zhì)的量之比為1:2時(shí),其催化活性最高,此時(shí)鐵的氧化物的混合物中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為________用小數(shù)表示,保留兩位小數(shù))。

【答案】 3Fe4H2O(g)Fe3O44H2 0.8NA Fe、Fe3O4 2Fe3+ + Fe =3Fe2+ 氯水或Cl2 4Fe(OH)2+2H2O+O2 = 4Fe(OH)3 0.72

【解析】(1)鐵與水蒸氣反應(yīng)的化學(xué)方程式為3Fe4H2O(g)Fe3O44H216.8g鐵粉的物質(zhì)的量為=0.3mol,根據(jù)方程式生成0.4mol氫氣,轉(zhuǎn)移電子數(shù)目為0.8NA,故答案為:3Fe4H2O(g)Fe3O44H2;0.8NA;

(2)待試管冷卻后,取少許其中的固體物質(zhì)溶于稀鹽酸得溶液A,溶液A中加KSCN溶液,溶液無(wú)顏色變化,反應(yīng)生成的四氧化三鐵溶解后生成的鐵離子被鐵還原,生成亞鐵離子,溶液中不存在鐵離子,因此溶液未變紅色,說(shuō)明硬質(zhì)試管中固體物質(zhì)為Fe、Fe3O4,故答案為:FeFe3O4;2Fe3+ + Fe =3Fe2+

(3)氯氣能夠?qū)嗚F離子氧化為鐵離子,因此通入氯氣溶液將變紅且不增加溶液中離子種類,故答案為:氯水或Cl2

(4)另取(2)中溶液A,加入NaOH溶液,觀察到生成白色絮狀沉淀并迅速變成灰綠色,最后變成紅褐色,是生成的氫氧化亞鐵被空氣中的氧氣氧化的結(jié)果,故答案為:4Fe(OH)2+2H2O+O2 = 4Fe(OH)3;

(5)因催化劑中Fe2+Fe3+的物質(zhì)的量之比為12,所以FeOFe2O3的物質(zhì)的量之比為11,設(shè)此時(shí)混合物中FeO的質(zhì)量為72n,Fe2O3的質(zhì)量為160n,混合物的質(zhì)量為232n,混合物中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=×100%=72%=0.72,故答案為:0.72。

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