Question

（2011?湖南二模）鐵不能與冷、熱水反應(yīng)，但能與水蒸氣反應(yīng)．資料顯示，在不同溫度下，還原鐵粉與水蒸氣反應(yīng)的產(chǎn)物是不同的，溫度低于570℃時(shí)，生成FeO，高于570℃時(shí)，生成Fe₃O₄．老師用圖1所示實(shí)驗(yàn)裝置，完成還原鐵粉與水蒸氣反應(yīng)的演示實(shí)驗(yàn)．
（1）實(shí)驗(yàn)中使用肥皂液的作用是

檢驗(yàn)反應(yīng)中生成的H₂

．
（2）甲同學(xué)為探究實(shí)驗(yàn)后試管內(nèi)的固體含有哪些物質(zhì)，進(jìn)行了下列實(shí)驗(yàn)：

實(shí)驗(yàn)編號(hào)	實(shí)驗(yàn)操作	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象
①	取少量黑色粉末X放入試管1中，加入鹽酸，微熱	黑色粉末逐漸溶解，溶液呈綠色；有少量氣泡產(chǎn)生
②	向試管1中滴加幾滴KSCN溶液，振蕩	溶液沒有出現(xiàn)血紅色

根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)，能確定固體中存在的物質(zhì)是

Fe

；不能確定是否存在Fe₃O₄的原因是

Fe₃O₄溶于鹽酸生成的Fe³⁺與Fe反應(yīng)生成了Fe²⁺

（3 ）乙同學(xué)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案如圖2以確定實(shí)驗(yàn)后試管內(nèi)的固體是否存在Fe₃O₄：
①溶液X中發(fā)生氧化還原反應(yīng)的離子方程式為

2Fe²⁺+2H⁺+H₂O₂=2Fe³⁺+2H₂O

；足量氨水與金屬離子反應(yīng)的離子方程式為

Fe³⁺+3NH₃?H₂O=Fe（OH）₃↓+3NH₄⁺

．
②操作a包括過濾和洗滌，檢驗(yàn)沉淀是否已經(jīng)洗滌干凈的操作是

取少量最后一次洗滌液，滴加AgNO₃溶液，若無(wú)沉淀生成，則沉淀已洗干凈

．
③確定是否存在Fe₃O₄需要測(cè)定并記錄的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)是

固體樣品質(zhì)量和紅褐色固體的質(zhì)量（其他合理答案也可）

．

Answer 1

分析：（1）檢驗(yàn)反應(yīng)中生成的H₂；
（2）鐵與鹽酸反應(yīng)有氣泡冒出；Fe₃O₄溶于鹽酸生成的Fe³⁺與Fe反應(yīng)生成了Fe²⁺；
（3）①Fe²⁺能被雙氧水氧化為Fe³⁺；Fe³⁺能與氨水反應(yīng)生成氫氧化鐵沉淀；
②取少量最后一次洗滌液，滴加AgNO₃溶液，若無(wú)沉淀生成，則沉淀已洗干凈；
③利用極限法來假設(shè)全部是FeO或Fe₃O₄解題；

解答：解：（1）有肥皂泡吹起時(shí)，用點(diǎn)燃的火柴靠近肥皂泡，當(dāng)聽到爆鳴聲說明有氫氣生成，故答案為：檢驗(yàn)反應(yīng)中生成的H₂；
（2）與鹽酸反應(yīng)有氣泡冒出說明含有鐵；不能確定是否含有Fe₃O₄或FeO，如果混合物中存在Fe₃O₄，溶于鹽酸生成的 Fe³⁺與 Fe反應(yīng)生成了 Fe²⁺；且溶液中的 Fe²⁺也有可能是 Fe與 Fe³⁺反應(yīng)的產(chǎn)物，故答案為：Fe；Fe₃O₄溶于鹽酸生成的Fe³⁺與Fe反應(yīng)生成了Fe²⁺；
（3）①Fe²⁺能被雙氧水氧化為Fe³⁺，反應(yīng)的離子方程式為：2Fe²⁺+2H⁺+H₂O₂═2Fe³⁺+2H₂O；Fe³⁺能與氨水反應(yīng)生成氫氧化鐵沉淀，反應(yīng)的離子方程式為：Fe³⁺+3NH₃?H₂O=Fe（OH）₃↓+3NH₄⁺，
故答案為：2Fe²⁺+2H⁺+H₂O₂═2Fe³⁺+2H₂O；Fe³⁺+3NH₃?H₂O=Fe（OH）₃↓+3NH₄⁺；
②取少量最后一次洗滌液，滴加AgNO₃溶液，若無(wú)沉淀生成，則沉淀已洗干凈，
故答案為：取少量最后一次洗滌液，滴加AgNO₃溶液，若無(wú)沉淀生成，則沉淀已洗干凈；
③固體樣品m₁克與紅棕色固體m₂克所含鐵元素的物質(zhì)的量相同，假設(shè)全部是FeO，
2FeO≈Fe₂O₃
144g  160g
m₁與m₂之比=

144g

160g

=0.9；
假設(shè)全部是Fe₃O₄，
2Fe₃O₄≈3Fe₂O₃
464g     480g 
m₁與m₂之比=

464g

480g

=0.97，m₁與m₂之比最少應(yīng)大于 0.9時(shí)，固體樣品中一定存在Fe₃O₄，
故答案為：固體樣品質(zhì)量和紅褐色固體的質(zhì)量（其他合理答案也可）；

點(diǎn)評(píng)：本題考查鐵及其化合物的性質(zhì)，難度較大，③中的計(jì)算是難點(diǎn)，學(xué)生應(yīng)充分利用信息并結(jié)合極限法來綜合應(yīng)用解答本題．