Question

按如图所示装置进行铁和水蒸气反应的实验。

已知：铁与水蒸气反应生成产物有磁性氧化物及可燃性气体。

（1）写出试管A中发生反应的化学方程：                         ，

（2）为检验铁与水蒸气反应生成的气体产物，需从下图选择必要的装置，其正确的连接顺序为（用接口字母表示）a-               ，描述能证明气体产物的实验现象            ；

（3）待试管A冷却后，取少量其中的固体物质进行如下实验：

①试剂X的化学式            ；

②用离子方程式表示加入新制氯水后溶液红色加深的原因                     ；

③若在实验中加入了过量氯水，放置一段时间后，发现深红色褪去，现对褪色的原因进行探究。

I．提出假设：

假设1：溶液中的SCN^-被氧化；

假设2：溶液中的Fe³⁺被氧化；

假设3：                        。

II．设计方案：请对所提出的假设2进行验证，写出实验方案。

III．方案实施（略）。

Answer

（1）Ca(OH)2CaO＋H2O；3Fe＋4H2O(g) Fe3O4＋4H2

（2）a—f—g—b—c—h或a—f—g—c—b—h；

黑色的氧化铜变成红色，白色的无水CuSO4变成蓝色

（3）① KSCN（或NH4SCN）② 2Fe2＋＋Cl2＝2Fe3＋＋2Cl－③ 溶液中的KSCN和Fe3+均被氧化成更高价态

取1份试样，再滴加几滴FeCl3溶液，若溶液变红则假设2成立

【解析】

试题分析：（1）由图分析可知，试管A中发生反应的化学方程Ca(OH)2CaO＋H2O；3Fe＋4H2O(g) Fe3O4＋4H2；

（2）氢气还原氧化铜生成铜和水，利用无水硫酸铜检验生成的水。由于生成的氢气中含有水蒸气，所以需要利用浓硫酸除去氢气中的水蒸气，所以正确的理解顺序为a—f—g—b—c—h或a—f—g—c—b—h。证明有氢气的实验现象是黑色的氧化铜变成红色,白色的无水CuSO4变成蓝色；

（3）①试剂X检验溶液中的Fe3+，应用KSCN（或NH4SCN）；

②加入新制氯水后溶液红色加深的原因是亚铁离子被氧化成了铁离子，方程式2Fe2＋＋Cl2＝2Fe3＋＋2Cl－；

③若在实验中加入了过量氯水，放置一段时间后，发现深红色褪去，说明Fe3+和KSCN没有同时存在，假设1：溶液中的SCN-被氧化；假设2：溶液中的Fe3+被氧化；假设3：溶液中的KSCN和Fe3+均被氧化成更高价态；若要对假设2进行验证，可取1份试样，再滴加几滴FeCl3溶液，若溶液变红则假设2成立

考点：铁与水蒸气反应实验探究、铁离子检验