Question

某研究性学习小组请你参与“研究铁与水反应所得固体物质的成分、性质及再利用”实验探究，并共同解答下列问题：

探究一 设计如图所示装置进行“铁与水反应”的实验(夹持仪器略)。

(1)硬质玻璃管B中发生反应的化学方程式为__________________________。

(2)反应前A中投放碎瓷片的目的是____________________。

(3)装置E中的现象是________________________________。

探究二 设计如下实验方案确定反应后硬质玻璃管B中黑色固体的成分。

(4)待硬质玻璃管B冷却后，取少许其中的固体物质溶于稀硫酸后，将所得溶液分成两份。

①一份滴加几滴KSCN溶液。若溶液变血红色，推断硬质玻璃管B中固体物质的成分为________(选填序号，下同)；若溶液未变血红色，推断硬质玻璃管B中固体物质的成分为________。

A．一定有Fe₃O₄  B．一定有Fe    C．只有Fe₃O₄   D．只有Fe

② 另一份用胶头滴管滴加酸性KMnO₄溶液，若溶液褪色，可以证明溶液中存在           (填离子符号)。

③ 下列试剂中，不能使Fe^3＋转化为Fe^2＋的是                   

A．氯气

B．Fe

C．H₂O₂

D．稀硝酸

E．Cu

Answer

(1)3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2 (2)(1分)防止暴沸

(3)(1分)黑色固体变红，右端管壁有水珠

(4)①A ； B ② Fe2+ ③ A C D(全对2分，漏选1分，错选0分)

【解析】

试题分析：【探究一】(1)硬质管中铁与水蒸气在高温下反应生成四氧化三铁和氢气，反应的化学方程式为：3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2；

(2)液体加热时容易发生暴沸现象，加入碎瓷片的作用是防止暴沸；

(3)装置E中发生反应为：H2+CuOCu+H2O，则反应现象是：黑色固体变红，右端管壁有水珠；

【探究二】(4)在验证反应后黑色固体的成分时，检验Fe3+，最佳试剂为KSCN溶液；在确定存在Fe3+时，检验Fe2+，可用酸性KMnO4溶液．由于酸性KMnO4溶液与盐酸发生反应，所以在溶解反应后的黑色固体时，不能用盐酸，也不能用硝酸(因为HNO3可氧化Fe2+)，可用稀硫酸；

①一份滴加几滴KSCN溶液，若溶液变血红色，说明溶液中含有铁离子，则可推断硬质玻璃管B中固体物质的成分为：A．一定有Fe3O4；若溶液未变血红色，则溶液中不存在铁离子，可推断硬质玻璃管B中固体物质中一定存在Fe，即B正确，故答案为AB；

②用胶头滴管加入酸性高锰酸钾溶液，若酸性高锰酸钾溶液褪色，则证明溶液中含有亚铁离子；

③Fe3＋转化为Fe2＋的过程是还原过程，需要添加还原剂，而氯气、H2O2、稀硝酸均具有强氧化性，只能将Fe2＋氧化为Fe3＋，故答案为ACD。

【考点定位】通过铁及其化合物性质考查探究物质组成、测量物质含量的方法。

【名师点晴】明确铁及其化合物性质是解题关键；在验证反应后黑色固体的成分时，检验Fe3+，最佳试剂为KSCN溶液；在确定存在Fe3+时，检验Fe2+，可用酸性KMnO4溶液．由于酸性KMnO4溶液与盐酸发生反应，所以在溶解反应后的黑色固体时，不能用盐酸，也不能用硝酸(因为HNO3可氧化Fe2+)，可用稀硫酸，据此解答(4)。