Question

某學(xué)習(xí)小組在研究CH₄還原Fe₂O₃的實(shí)驗(yàn)中，發(fā)現(xiàn)生成的黑色粉末各組分均能被磁鐵吸引．查閱資料得知：在溫度不同、受熱不均時(shí)會(huì)生成具有磁性的Fe₃O₄（組成相當(dāng)于Fe₂O₃?FeO）．為進(jìn)一步探究黑色粉末的組成及含量，他們進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)．
（1）往黑色粉末中滴加鹽酸，發(fā)現(xiàn)有氣泡產(chǎn)生，則黑色粉末中一定有

 

，產(chǎn)生氣泡的離子方程式為

 

．
（2）熱還原法檢驗(yàn)：按如圖所示裝置連接好儀器（圖中夾持設(shè)備已略去），檢查裝置的氣密性．往裝置中添加藥品．打開(kāi)止水夾K通人氫氣，持續(xù)一段時(shí)間后再點(diǎn)燃C處的酒精燈．
請(qǐng)回答下列問(wèn)題：
①點(diǎn)燃C處酒精燈之前，為何要先持續(xù)通H₂一段時(shí)間

 

．
②B中試劑的名稱是_

 

．
③若加熱一段時(shí)間后，裝置D中白色粉末變藍(lán)色，對(duì)黑色粉末的組成得出的結(jié)論是

 

．
（3）為證明黑色粉末是否含F(xiàn)e₃O₄，某同學(xué)還進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)：取少量黑色粉末于試管，加足量鹽酸，充分振蕩使黑色粉末完全溶解，所得溶液分兩份，第一份溶液滴入KSCN溶液，觀察溶液是否變紅；第二份溶液滴入酸性KMnO₄溶液，觀察酸性KMnO₄溶液是否褪色．請(qǐng)回答：第一份溶液滴入KSCN溶液后一定會(huì)變紅嗎？

 

（填“是”或“否”）；第二份溶液所進(jìn)行的操作是欲檢驗(yàn)溶液中是否存在

 

離子．經(jīng)分析，你認(rèn)為此方案是否可行

 

（填“是”或“否”）．

Answer 1

考點(diǎn)：探究物質(zhì)的組成或測(cè)量物質(zhì)的含量

專題：

分析：（1）還原Fe₂O₃的實(shí)驗(yàn)中，發(fā)現(xiàn)生成的黑色粉末各組分均能被磁鐵吸引，往黑色粉末中滴加鹽酸，觀察到有氣泡產(chǎn)生，證明含有金屬鐵；
（2）此流程為：A裝置產(chǎn)生氫氣，B裝置干燥氫氣，C裝置還原黑色粉末，D裝置檢驗(yàn)生成產(chǎn)物水，E裝置吸收空氣中水和二氧化碳，
①氫氣是可燃性氣體，混有氧氣會(huì)發(fā)生爆炸危險(xiǎn)；
②氣體進(jìn)入C裝置前需要除去水蒸氣，否則以炸裂玻璃管；
③D中白色粉末硫酸銅變藍(lán)色證明反應(yīng)有水生成，黑色固體中含有的Fe₃O₄被氫氣還原生成水；
（3）黑色粉末加入足量鹽酸溶解后，滴入KSCN溶液，可能變紅，也可能不變紅色，不變紅可能有兩種情況，一種是無(wú)鐵離子存在，一種是有鐵離子存在，和過(guò)量的鐵反應(yīng)生成亞鐵離子；高錳酸鉀具有強(qiáng)氧化性，能把亞鐵離子氧化成鐵離子，同時(shí)高錳酸鉀也會(huì)把氯離子氧化，使高錳酸鉀褪色．

解答： 解：（1）還原Fe₂O₃的實(shí)驗(yàn)中，發(fā)現(xiàn)生成的黑色粉末各組分均能被磁鐵吸引，應(yīng)為鐵或四氧化三鐵，或者二者混合物，往黑色粉末中滴加鹽酸，觀察到有氣泡產(chǎn)生，證明含有金屬鐵；發(fā)生反應(yīng)Fe+2HCl=FeCl₂+H₂↑黑色粉末中一定含有鐵，
故答案為：Fe；Fe+2H⁺=Fe²⁺+H₂↑；
（2）①氫氣是可燃性氣體，混有氧氣會(huì)發(fā)生爆炸危險(xiǎn)，故應(yīng)先通一會(huì)氫氣，驗(yàn)純后再加熱C裝置，
故答案為：排盡裝置內(nèi)的空氣，防止H₂與空氣混和，受熱時(shí)發(fā)生爆炸；
②氣體進(jìn)入C裝置前需要除去水蒸氣，否則會(huì)需要產(chǎn)物水蒸氣的檢驗(yàn)，有可能炸裂玻璃管，吸收氫氣中的水蒸氣用濃硫酸溶液，
故答案為：濃硫酸；
③D中白色粉末硫酸銅變藍(lán)色證明反應(yīng)有水生成，黑色固體中含有Fe₃O₄ 被氫氣還原生成水，發(fā)生反應(yīng)4H₂+Fe₃O₄

△   .

3Fe+4H₂O，所以黑色固體中含有四氧化三鐵，
故答案為：黑色固體含有Fe₃O₄；
（3）黑色粉末加入足量鹽酸溶解后，滴入KSCN溶液，不一定變紅，因?yàn)楣腆w中含有Fe，生成的Fe³⁺可能全被Fe還原：2Fe³⁺+Fe═3Fe²⁺，加入KSCN溶液不變紅；高錳酸鉀具有強(qiáng)氧化性，能把亞鐵離子氧化成鐵離子，同時(shí)高錳酸鉀也會(huì)把氯離子氧化，使高錳酸鉀褪色，因此不能根據(jù)高錳酸鉀褪色就證明含亞鐵離子，氯離子干擾亞鐵離子的檢驗(yàn)，
故答案為：否； Fe²⁺；否．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了探究物質(zhì)組成、測(cè)定物質(zhì)含量的定量實(shí)驗(yàn)操作和實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，題目難度中等，側(cè)重考查鐵及其化合物的性質(zhì)應(yīng)用、實(shí)驗(yàn)基本操作的分析判斷、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的推斷和應(yīng)用，試題綜合性較強(qiáng)，有利于培養(yǎng)學(xué)生靈活應(yīng)用基礎(chǔ)知識(shí)的能力．