Question

【題目】四川師范大學(xué)化學(xué)與材料學(xué)院對(duì)“鐵與水蒸氣反應(yīng)”實(shí)驗(yàn)研究的結(jié)果顯示：在80~100℃能產(chǎn)生穩(wěn)定水蒸氣的物質(zhì)都可以作為該反應(yīng)的供水劑；鐵與水蒸氣反應(yīng)溫度在500℃左右即可順利進(jìn)行。

某化學(xué)興趣小組同學(xué)利用該研究結(jié)論，采用西紅柿（或洋蔥）作為供水劑，設(shè)計(jì)了如圖裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，并對(duì)鐵與水蒸氣反應(yīng)的產(chǎn)物進(jìn)行檢驗(yàn)。

回答下列問題：

（1）A中鐵與水蒸氣反應(yīng)的化學(xué)方程式是_______________。

（2）C中堿石灰的作用是______________。

（3）D處實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象為___________________________。

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

①加入稀硫酸發(fā)生的離子方程式為______________________________。

②試劑A是_____________（選填字母），現(xiàn)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(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 + 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(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】（1）A中鐵與水蒸氣反應(yīng)生成四氧化三鐵和氫氣，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：3Fe + 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(zhì)，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)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(yīng)生成硫酸鐵、硫酸亞鐵和水，發(fā)生的離子方程式為：Fe3O4 + 8H+ Fe2+ + 2Fe3+ + 4H2O；②根據(jù)結(jié)論證明存在，說明加入試劑A為檢驗(yàn)Fe2+的存在，Fe2+具有還原性，在有Fe3+存在的條件下選擇進(jìn)行檢驗(yàn)；故試劑A為酸性KMnO4溶液，答案選b；KMnO4被還原Fe2+，現(xiàn)象2為溶液的紫色褪去；③根據(jù)反應(yīng)3Fe + 4H2OFe3O4 + 4H2可知，參加反應(yīng)的鐵粉的質(zhì)量為： ， ；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)持此看法的理由是產(chǎn)物是FeO和Fe2O3的混合物也能得到現(xiàn)象1和現(xiàn)象2。