Question

(10分)某化学兴趣小组进行铁跟水蒸气反应的实验，实验装置如下，发现有黑色晶体生成并产生无色气体，他们继续对反应产物进行探究。

已知:①FeO + 2H⁺  = Fe²⁺ + H₂O 

②Fe₂O₃ + 6H⁺ = 2Fe³⁺ +3 H₂O

③Fe₃O₄ + 8H⁺ = Fe²⁺ +2Fe³⁺ +4 H₂O

请回答下列问题：

（1）该组同学欲确定反应一段时间后试管中固体的成分，设计如下实验方案：

①待试管冷却后，取少许其中的固体溶于稀硫酸得溶液B。

②取少量溶液B滴加KSCN溶液，若溶液变红色，则说明试管中固体物质的成分是(只有一个选项符合题意)         ，若溶液未变红色，则说明试管中固体物质的成分是(只有一个选项符合题意)          。

A．一定有Fe₃O₄，可能有Fe 

B．只有Fe(OH)₃

C．一定有Fe₃O₄和Fe

D．一定有Fe(OH)₃，可能有Fe 

E．只有Fe₃O₄

（2）该组同学取少量溶液B进行了实验，结果②中溶液未变红色，原因是（用离子方程式表示）                                       。

（3）铁跟水蒸气反应的化学方程为                      。

（4）该组同学另取少量溶液B，使其跟NaOH溶液反应。若按下图所示的操作，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，请写出沉淀由白色变成灰绿色最后变成红褐色的反应方程式                  。

（5）一段时间后，该组同学发现（2）中未变红色的溶液变成红色，说明Fe²⁺具有            （填化学性质）。由此可知，实验室中含Fe²⁺的盐溶液需现用现配，并且配制含Fe²⁺的盐溶液时应加入少量          。

Answer

（1）A（1分），C（1分） （2）Fe + 2Fe3+ ＝ 3Fe2+(2分)

（3）3Fe + 4H2O(g) Fe3O4 + 4H2 (2分)

（4）4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O ＝ 4Fe(OH)3 (2分) （5）还原性（1分），铁粉（1分）

【解析】

试题分析：（1）铁和水蒸气反应，产物为Fe3O4和H2，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，发生反应Fe3O4+8H+=Fe2++2Fe3++4H2O，取少量溶液B滴加KSCN溶液，若溶液变红色Fe3++3SCN-⇌Fe(SCN)3，则说明所得溶液中存在的阳离子是一定有Fe3+，一定有Fe3O4，可能有过量的铁；若溶液未变红色，可能含有过量的铁，将Fe3+全部转化成Fe2+，Fe+2Fe3+═3Fe2+，答案为：A，C；（2）根据（1）溶液未变红色的解释是含胡过量的铁将Fe3+全部转化成Fe2+：Fe+2Fe3+═3Fe2+；（3）铁和水蒸气反应，产物为Fe3O4和H2：3Fe + 4H2O(g) Fe3O4 + 4H2；（4）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，说明含有Fe2+离子，综上分析可知，白色沉淀为Fe(OH)2，红褐色沉淀为Fe(OH)3，所以反应为：4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3；（5）Fe2+溶液因为水解和还原性而不易保存，可以加入酸抑制其水解，加入还原性铁（铁钉）防止其被氧化，答案为：还原性，铁粉。

考点：考查铁的化合物的性质和离子检验。