Question

某研究性学习小组对还原铁粉与水蒸气的反应产物进行科学探究。已知Ca(OH)₂的分解温度为580℃，铁粉与水蒸气反应的温度为900℃：根据下图所示实验装置，进行了还原铁粉与水蒸气的反应实验，实验中观察到肥皂液中产生了大量的气泡。

（1）实验中Ca(OH)₂的作用是             。实验中产生的气体产物是        。

（2）为进一步探究还原铁粉与水蒸气反应固体产物的成分，研究性学习小组将反应后的固体经处理后得到黑色氧化物固体，针对黑色氧化物固体，该小组提出如下的假设并进行了相关的实验：

假设一：固体为FeO

假设二：固体为Fe₃O₄

假设三：                       

①限选用下列试剂：盐酸、KSCN溶液、K₃Fe(CN)₆ 溶液、氯水，证明假设一不成立

操作	现象	结论
		假设一不成立

②为了进一步确定产物的成分，用黑色固体进行了下列实验:

加入足量氯水所发生反应的离子方程式是                          ；检验红褐色固体是否洗涤干净的操作是                                             ；灼烧时盛放固体的仪器是          ；若假设二成立，黑色固体最终全部转化成的红棕色粉末的质量是     g

Answer

（1）提供反应所需的水蒸气   H2

（2）固体为Fe3O4和FeO

操作

现象

结论

取适量固体于试管中，加入盐酸加热溶解，再加入KSCN溶液，振荡

溶液出现红色

2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-  取最后一次洗涤液于试管中，再用稀硝酸酸化，再加入AgNO3溶液，若没有浑浊，则洗涤干净。   坩埚    6.

【解析】

试题分析：（1）Fe与水蒸气反应应得到的是铁的氧化物和H2。因此，反应物水蒸气可以有580℃以上高温分解Ca(OH)2得到.（2）因为氧化铁是红色，而产物是黑色，故产物固体为FeO或Fe3O4或二者的化合物三种情况。①当实验证明固体产物有+3价铁时，假设一不成立。实验操作是取适量固体于试管中，加入盐酸加热溶解，再加入KSCN溶液，振荡，溶液出现红色。②固体产物用盐酸溶解后，加入氯水可将Fe2+氧化为Fe3+(2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-)。红褐色固体Fe(OH)3中吸附了少量NaCl，用水洗涤2~3次，取最后一次洗涤液于试管中，再用稀硝酸酸化，再加入AgNO3溶液，若没有浑浊，则洗涤干净。固体灼烧的仪器是坩埚。

由Fe3O4~ Fe2O3，5.8g Fe3O4产生6g Fe2O3。

考点：铁及其离子的性质实验方案设计与评价。