Question

某化学兴趣小组同学用玻璃棒蘸取饱和FeCl₃溶液在酒精灯火焰上灼烧时，随着加热时间的持续，在1分钟内观察到玻璃棒表面颜色的变化依次为：黄色、红褐色、红棕色、黑色。同学们对此现象产生了疑问，于是他们对FeCl₃溶液加热，灼烧的变化进行了探究活动。

（查阅资料）

①酒精（C₂H₅OH）具有还原性，加热条件下能与Fe₂O₃反应；

②Fe与Fe₃O₄易被磁铁吸引，FeO是一种黑色固体，不能被磁铁吸引。

（实验一）

将大约20mL饱和FeCl₃溶液在蒸发皿中加热蒸发，沸腾后发现溶液中逐渐产生红褐色浑浊。

由此得出结论：

①FeCl₃溶液呈黄绿色是因为溶液中含有________（用离子符号表示）。

②加热饱和FeCl₃溶液时，FeCl₃易与水反应生成红褐色固体和盐酸，反应的化学方程式为_______。

③由实验可知：FeCl₃溶液通过蒸发结晶的方式__________（填“能”或“不能”）获得FeCl₃固体。

（实验二）

将实验一蒸发获得的红褐色固体转移到坩埚中灼烧，颜色由红褐色变为红棕色，此过程发生分解反应： 2Fe(OH)₃________+3H₂O。

（实验三）

同学们对玻璃棒上产生的黑色物质继续探究：联系酒精的可燃性、还原性等相关性质，对黑色物质的成分提出了猜想，经讨论认为，可能是C、 Fe、 FeO、Fe₃O₄四种物质中的一种或几种。

为了测定黑色物质的成分，收集黑色物质，进行了如下表实验：

实验步骤	实验现象	实验结论
①取黑色粉末，用磁铁吸引，观察现象	黑色粉末全部被磁铁吸引	黑色粉末中不含的物质是_____
②向装有黑色粉末的试管中加入足量的盐酸，充分反应，观察现象	固体逐渐溶解，但无气泡产生	综合①②实验现象判断，此黑色物质成分是_____

Answer

不能 C、FeO

【解析】

实验一：

①FeCl3溶液呈黄绿色是因为溶液中含有铁离子，每个铁离子带三个单位正电荷，离子符号为：；

②加热时，FeCl3易与水反应生成红褐色物质和盐酸，红褐色物质是氢氧化铁，所以反应的化学方程式为：；

③由于FeCl3溶液在蒸发皿中加热蒸发，易与水反应生成红褐色氢氧化铁和盐酸，所以FeCl3溶液通过蒸发结晶的方式不能获得FeCl3固体；

实验二：

根据质量守恒定律，反应前后原子的种类、数目不变。反应前各原子的个数是：Fe：2，O：6，H：6；反应后除未知物质外，3H2O中：H：6，O：3，故未知物质中含Fe：2，O：3，根据化学计量数为1，可推出该物质的化学式是：；

实验三：

根据酒精具有还原性，加热条件下能与Fe2O3反应的性质，酒精夺取氧化铁中的氧，可以得到铁或者氧化亚铁或者四氧化三铁，再加上自身不充分燃烧可能生成碳，因此黑色物质可能是Fe、FeO、C和Fe3O4四种物质中的一种或几种。

①根据信息提示：Fe和Fe3O4易被磁铁吸引，FeO是一种黑色固体，不能被磁铁吸引，另外碳也不能被磁铁吸引，结合实验现象：黑色粉末全部被磁铁吸引，说明黑色粉末中没有C、FeO；

②铁能和稀盐酸反应生成氢气，四氧化三铁能和稀盐酸反应但没有气体生成。根据实验现象：固体逐渐溶解，但无气泡产生，说明黑色粉末中没有铁，结合实验①的结论，可得出此黑色物质成分是：。