Question

【題目】某研究性學(xué)習(xí)小組對(duì)還原鐵粉與水蒸氣的反應(yīng)及產(chǎn)物進(jìn)行科學(xué)探究，其反應(yīng)原為：3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2，Fe3O4+8HCl(濃)FeCl2+2FeCl3+4H2O。

根據(jù)如圖所示實(shí)驗(yàn)裝置，同學(xué)們進(jìn)行了還原鐵粉與水蒸氣反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)。

試回答下列問題：

（1）實(shí)驗(yàn)中使用肥皂液檢驗(yàn)的產(chǎn)物是___；圖中濕棉花的作用是___；

（2）甲組同學(xué)為了進(jìn)一步確定反應(yīng)是否發(fā)生，對(duì)實(shí)驗(yàn)后試管內(nèi)殘留黑色固體的成分進(jìn)行了下列實(shí)驗(yàn)探究：

實(shí)驗(yàn)序號(hào)	實(shí)驗(yàn)操作	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象
①	取少量殘留黑色固體放入燒杯中，加入足量濃鹽酸，微熱	黑色固體逐漸溶解，有氣泡產(chǎn)生，溶液呈淺綠色。
②	向上述燒杯中滴加幾滴KSCN溶液，充分振蕩	溶液沒有出現(xiàn)血紅色

根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)，他們不能完全確定殘留固體的成分，但肯定能確定殘留黑色固體中含有的一種物質(zhì)是___；

（3）乙組同學(xué)也進(jìn)行了下列實(shí)驗(yàn)探究以證明實(shí)驗(yàn)后試管內(nèi)殘留黑色固體是否存在Fe3O4。

實(shí)驗(yàn)序號(hào)	實(shí)驗(yàn)操作	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象
①	稱取14.4g殘留黑色固體放入燒杯中，加入足量濃鹽酸，微熱	黑色固體逐漸溶解，有氣泡產(chǎn)生，溶液呈淺綠色。
②	向上述燒杯中加入足量的氯水，充分振蕩	溶液呈黃色
③	向上述燒杯中加入足量NaOH溶液，過濾、洗滌、干燥、稱量	得到21.4g紅褐色固體

請(qǐng)根據(jù)乙組同學(xué)的實(shí)驗(yàn)操作和現(xiàn)象，你認(rèn)為殘留黑色固體中一定___(填“存在”或“不存在”)Fe3O4。

Answer 1

【答案】氫氣或H2 提供水蒸氣 鐵或Fe 存在

【解析】

(1)該反應(yīng)進(jìn)行產(chǎn)生氫氣，反應(yīng)的原料需要水蒸氣；

(2)鐵與鹽酸反應(yīng)有氣泡冒出；

(3)殘留黑色固體,假設(shè)全是鐵，進(jìn)過系列反應(yīng)，生成的21.4g紅褐色固體為Fe(OH)3，根據(jù)守恒法計(jì)算，如果相等，證明只有鐵，如果不相等，則有Fe3O4。

(1)使用肥皂液的作用是收集并檢驗(yàn)反應(yīng)中生成的H2，故答案為氫氣或H2；反應(yīng)的原料需要水蒸氣，濕棉花可提供水，故答案為：提供水蒸氣；

(2)加入足量濃鹽酸，黑色粉末逐漸溶解，溶液呈綠色，有少量氣泡產(chǎn)生，說明一定有單質(zhì)鐵，故答案為鐵或Fe；

(3)Fe~ Fe(OH)3，根據(jù)守恒法計(jì)算，生成的21.4g紅褐色固體為Fe(OH)3，需要鐵的質(zhì)量==11.2g，而實(shí)際上稱取14.4g殘留黑色固體，故存在Fe3O4，故答案為存在。