Question

19．Fe₃O₄是重要的化學試劑，鐵粉在氧氣中燃燒是制取它最為常見和快捷的方法．圖1是制取四氧化三鐵的系列裝置，A裝置用于制取二氧化碳氣體，并要求氣流穩(wěn)定，流速可控．

請回答下列問題：
（1）圖2中儀器a的名稱是長頸漏斗．
（2）根據(jù)題目要求，在圖2中最好選擇③（填序號）作為A裝置．
（3）對圖2中裝置①進行氣密性檢查的方法是用止水夾夾緊橡膠管，向分液漏斗中加足量水，過一會兒，水不再下滴，說明裝置①的氣密性良好．
（4）在B裝置中發(fā)生主要反應(yīng)的化學方程式是2Na₂O₂+2CO₂═2Na₂CO₃+O₂．
（5）當產(chǎn)生的氣體與事先預(yù)熱的鐵粉接觸時，在硬質(zhì)玻璃管中將觀察到的明顯現(xiàn)象是鐵粉燃燒，有火星產(chǎn)生，生成黑色固體．
（6）反應(yīng)一段時間后，若將硬質(zhì)玻璃管中的固體粉末用鹽酸溶解，取少許溶液于試管中，加入淀粉碘化鉀溶液，沒有藍色出現(xiàn)，推測固體粉末中除Fe₃O₄外，一定有鐵粉．
（7）若鐵粉被完全消耗，某同學為確定生成物中有+2價鐵，取少量生成物于試管中，加入適量的稀硫酸溶解．
①寫出溶解過程發(fā)生反應(yīng)的離子方程式Fe₃O₄+8H⁺═2Fe³⁺+Fe²⁺+4H₂O．
②寫出確定+2價鐵所用試劑名稱、操作步驟、實驗現(xiàn)象和結(jié)論用小試管取少量高錳酸鉀溶液，滴入幾滴題述溶液，若紫色變淺，說明有Fe²⁺存在（或用小試管取少量溶液后，向其中逐滴加入K₃[Fe（CN）₆]溶液，若出現(xiàn)藍色沉淀，說明有Fe²⁺）．

Answer 1

分析 利用裝置中A裝置用于制取二氧化碳氣體，并要求氣流穩(wěn)定，流速可控，可以選擇隨時進行隨時停止的啟普發(fā)生器原理的裝置③，通過B中的過氧化鈉和二氧化碳反應(yīng)生成氧氣，通過裝置C中濃硫酸干燥除雜后進入裝置D中高溫加熱，鐵和純凈氧氣加熱反應(yīng)火星四射鐵粉燃燒生成黑色固體為四氧化三鐵，
（1）裝置②中a儀器是添加溶液的長頸漏斗；
（2）A裝置用于制取二氧化碳氣體，并要求氣流穩(wěn)定，流速可控，選擇可以選擇隨時進行隨時停止的啟普發(fā)生器原理的裝置③；
（3）氣密性檢查需要先密閉裝置，然后改變裝置內(nèi)氣體壓強，依據(jù)液面變化情況判斷氣密性是否完好，裝置密閉需要用止水夾夾緊橡膠管；
（4）B中是二氧化碳和過氧化鈉反應(yīng)生成碳酸鈉和氧氣；
（5）鐵在純氧中燃燒火星四射劇烈燃燒，生成黑色固體；
（6）反應(yīng)一段時間后，若將硬質(zhì)玻璃管中的固體粉末用鹽酸溶解，應(yīng)得到氯化鐵和氯化亞鐵混合溶液，取少許溶液于試管中，加入淀粉碘化鉀溶液，沒有藍色出現(xiàn)，碘離子不能被氧化為碘單質(zhì)，說明溶液中無氯化鐵，溶液為氯化亞鐵溶液，說明固體中有剩余鐵粉；
（7）①若鐵粉被完全消耗，取少量生成物于試管中，加入適量的稀硫酸溶解四氧化三鐵和硫酸反應(yīng)生成硫酸亞鐵、硫酸鐵和水；
②確定生成物中有+2價鐵，可以利用亞鐵離子的還原性或特征性質(zhì)遇到鐵氰化鉀生成藍色沉淀設(shè)計實驗驗證．

解答 解：（1）裝置②中a儀器是添加溶液的儀器，名稱為長頸漏斗，
故答案為：長頸漏斗；
（2）題干信息要求A裝置用于制取二氧化碳氣體，并要求氣流穩(wěn)定，流速可控，裝置③可以隨時進行隨時停止，導(dǎo)氣管活塞，氣體壓強增大會把液體壓入長頸漏斗，固體個溶液分離反應(yīng)停止，打開導(dǎo)氣管上的活塞，裝置內(nèi)壓強減小，液體回落遇到固體發(fā)生反應(yīng)又生成氣體，在圖2中最好選擇③作為A裝置，
故答案為：③；
（3）對圖2中裝置①進行氣密性檢查的方法是裝置密閉需要用止水夾夾緊橡膠管，向分液漏斗中加足量水，過一會兒，水不再下滴，說明裝置①的氣密性良好，
故答案為：止水夾夾緊橡膠管；
（4）B中是二氧化碳和過氧化鈉反應(yīng)生成碳酸鈉和氧氣，反應(yīng)的化學方程式；2Na₂O₂+2CO₂═2Na₂CO₃+O₂，
故答案為：2Na₂O₂+2CO₂═2Na₂CO₃+O₂；
（5）當產(chǎn)生的氣體與事先預(yù)熱的鐵粉接觸時，在硬質(zhì)玻璃管中將觀察到的明顯現(xiàn)象是，鐵粉燃燒，有火星產(chǎn)生，生成黑色固體，
故答案為：鐵粉燃燒，有火星產(chǎn)生，生成黑色固體；
（6）若將硬質(zhì)玻璃管中的固體粉末用鹽酸溶解，F(xiàn)e₃O₄+8H⁺═2Fe³⁺+Fe²⁺+4H₂O，應(yīng)得到氯化鐵和氯化亞鐵混合溶液，取少許溶液于試管中，加入淀粉碘化鉀溶液，沒有藍色出現(xiàn)，碘離子不能被氧化為碘單質(zhì)，說明溶液中無氯化鐵，溶液為氯化亞鐵溶液，說明固體中有剩余鐵粉，鐵還原氯化鐵為氯化亞鐵，推測固體粉末中除Fe₃O₄外，一定有鐵粉，
故答案為：鐵粉；
（7）①若鐵粉被完全消耗，取少量生成物于試管中，加入適量的稀硫酸溶解四氧化三鐵和硫酸反應(yīng)生成硫酸亞鐵、硫酸鐵和水，反應(yīng)的離子方程式為：Fe₃O₄+8H⁺═2Fe³⁺+Fe²⁺+4H₂O，
故答案為：Fe₃O₄+8H⁺═2Fe³⁺+Fe²⁺+4H₂O；
②確定+2價鐵所用試劑名稱、操作步驟、實驗現(xiàn)象和結(jié)論為：用小試管取少量高錳酸鉀溶液，滴入幾滴題述溶液，若紫色變淺，說明有Fe²⁺存在（或用小試管取少量溶液后，向其中逐滴加入K₃[Fe（CN）₆]溶液，若出現(xiàn)藍色沉淀，說明有Fe²⁺），
故答案為：用小試管取少量高錳酸鉀溶液，滴入幾滴題述溶液，若紫色變淺，說明有Fe²⁺存在（或用小試管取少量溶液后，向其中逐滴加入K₃[Fe（CN）₆]溶液，若出現(xiàn)藍色沉淀，說明有Fe²⁺）．

點評 本題考查了實驗方案設(shè)計、物質(zhì)的檢驗、氧化還原反應(yīng)、離子檢驗等知識點，明確物質(zhì)的性質(zhì)是解本題關(guān)鍵，根據(jù)實驗現(xiàn)象確定物質(zhì)的性質(zhì)，注意儀器的作用，題目難度中等．