Question

某同学利用下图所示的实验装置进行铁跟水蒸气反应的实验，并继续研究铁及其化合物的部分性质。

请回答下列问题：

（1）硬质试管中发生反应的化学方程式为____________________________ 。

（2）该同学欲确定反应后硬质试管中固体物质的成分，设计了如下实验方案：

①待硬质试管冷却后，取少许其中的固体物质溶于稀硫酸得溶液B；

②取少量溶液B滴加KSCN溶液，若溶液变红色则说明硬质试管中固体物质的成分一定有           ，可能有              ，若溶液未变红色则说明硬质试管中固体物质的成分是                          。

（3）该同学按上述实验方案进行了实验，结果溶液未变红色，原因是：                         

                                （用离子方程式表示）。

（4）该同学马上另取少量溶液B，使其跟NaOH溶液反应。若按右图所示的操作，可观察到生成白色沉淀，迅速变成灰绿色，最后变成红褐色的现象，请写出上述白色沉淀变成红褐色的化学方程式：                                                    。

（5）一段时间后，该同学发现（3）中未变红的溶液变成红色，说明Fe²⁺ 具有        性。由此可知，实验室中含Fe²⁺的盐溶液现用现配制的原因是                        ，并且配制含Fe²⁺的盐溶液时应加入少量                  。

Answer

（1）3Fe + 4H2O(g)  ＝ Fe3O4 + 4H2（2分）

（2）一定有Fe3O4，可能有Fe（各1分）   Fe3O4和Fe（1分）

（3）Fe + 2Fe3+＝ 3Fe2+（2分）

（4） 4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O ＝ 4Fe(OH)3（2分）

（5）还原   Fe2+易被空气中的氧气氧化而变质   铁粉 （各1分）

【解析】

试题分析：（1）硬质试管中发生反应是铁与水蒸气的反应，注意铁只能生成四氧化三铁和氢气，不能写出三氧化二铁；（2）若溶液变红色则说明溶液中有三价铁离子，不能排除溶液中是否有亚铁离子，所以硬质试管中固体物质的成分一定有Fe3O4,可能有Fe，若溶液未变红色则说明溶液中无三价铁离子，则一定有过量的铁把三价铁还原为二价铁离子，硬质试管中固体物质的成分一定有Fe3O4和Fe。（3）说明过量的铁把三价铁还原为二价铁，Fe + 2Fe3+＝ 3Fe2+。（4）生成白色沉淀是氢氧化亚铁,迅速变成灰绿色,最后变成红褐色是氢氧化亚铁被氧气氧化为氢氧化铁, FeSO4 + 2NaOH ＝ Fe(OH)2↓+ Na2SO4， 4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O ＝ 4Fe(OH)3。（5）未变红的溶液变成红色，Fe2+被氧化为三价铁离子，说明具有还原性。实验室中含Fe2+的盐溶液需现用现配制的原因是易被空气中的氧气氧化而变质，并且配制含Fe2+的盐溶液时应加入少量铁粉，可以把氧化后的三价铁再还原成亚铁离子。

考点：考查铁与水蒸气反应的实验，检验二价铁及三价铁的方法，氢氧化亚铁的制备，铁三角的转化。