Question

某研究性學(xué)習(xí)小組對還原鐵粉與水蒸氣的反應(yīng)的產(chǎn)物進行科學(xué)探究，已知Ca（OH）₂的分解溫度為580℃，鐵粉與水蒸氣反應(yīng)的溫度為900℃；根據(jù)如圖所示實驗裝置，進行了還原鐵粉與水蒸氣反應(yīng)的實驗，實驗中觀察到肥皂液中產(chǎn)生大量氣泡．
（1）實驗中Ca（OH）₂的作用是

 

_，實驗中的氣體產(chǎn)物是

 

（2）為進一步探究還原鐵粉與水蒸氣反應(yīng)產(chǎn)物的成分，研究性學(xué)習(xí)小組將反應(yīng)后的固體
經(jīng)處理后得到黑色氧化物固體（純凈物）．針對黑色氧化物固體，該小組提出如下的假設(shè)并
進行了相關(guān)的實驗：
假設(shè)一：固體為FeO
假設(shè)二：

 

Ⅰ、限選用下列試劑：鹽酸、KSCN溶液、氯水證明假設(shè)一不成立．選擇的試劑和現(xiàn)象為：

試劑	現(xiàn)象	結(jié)論
		假設(shè)一不成立

Ⅱ、為了進一步確定產(chǎn)物的成分，用黑色固體進行了下列實驗：

黑色固體

5.8g

①鹽酸

 

②氯水

 

③NaOH

 懸浮液

過濾

 

洗滌

紅褐色固體

灼燒

紅棕色粉末
①加入足量氯水所發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是

 

；
②灼燒時盛放固體的儀器是

 

；若假設(shè)二成立，黑色固體最終全部轉(zhuǎn)化成的紅棕色粉末的質(zhì)量是

 

g．

Answer 1

考點：探究物質(zhì)的組成或測量物質(zhì)的含量

專題：

分析：（1）氫氧化鈣加熱分解生成氧化鈣和水，鐵與高溫水蒸氣反應(yīng)生成氫氣，據(jù)此解答即可；
（2）依據(jù)假設(shè)一得出假設(shè)二：固體是Fe₃O₄；
Ⅰ、若假設(shè)一不成立，即溶液中含有三價鐵離子，依據(jù)三價鐵離子的檢驗方法檢驗即可；
Ⅱ、①氯水具有強氧化性，能氧化亞鐵離子生成鐵離子，據(jù)此解答即可；
②固體灼燒需要在坩堝中進行；依據(jù)鐵元素守恒計算氧化鐵的質(zhì)量．

解答： 解：（1）氫氧化鈣加熱分解生成氧化鈣和水，為高溫下鐵與水蒸氣的反應(yīng)提供了水蒸氣，鐵與高溫水蒸氣反應(yīng)生成氫氣和四氧化三鐵，
故答案為：提供反應(yīng)所需的水蒸氣；H₂；
（2）得到黑色氧化物固體（純凈物），假設(shè)一：固體為FeO，假設(shè)二：固體為Fe₃O₄，故答案為：固體為Fe₃O₄；
Ⅰ、假設(shè)一不成立，即溶液中含有三價鐵離子，檢驗三價鐵離子的方法為：取少量固體于試管中，加入鹽酸加熱溶解，再加入KSCN溶液，振蕩，若溶液出現(xiàn)血紅色，則證明溶液中含有鐵離子，即假設(shè)一不成立，
故答案為：取少量固體于試管中，加入鹽酸加熱溶解，再加入KSCN溶液，振蕩，若溶液出現(xiàn)血紅色，則證明溶液中含有鐵離子，否則假設(shè)一成立；
Ⅱ、①加入足量氯水的目的是氧化亞鐵離子為鐵離子，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是：2Fe²⁺+Cl₂=2Fe³⁺+2Cl^-；
故答案為：2Fe²⁺+Cl₂=2Fe³⁺+2Cl^-；
②灼燒時盛放固體的儀器是坩堝；若假設(shè)二成立，5.8gFe₃O₄的物質(zhì)的量為：

5.8g

232g/mol

=0.025mol，黑色固體最終全部轉(zhuǎn)化成的紅棕色粉末，故鐵元素的物質(zhì)的量為：3×0.025mol=0.075mol，故生成氧化鐵的質(zhì)量為：

0.075mol

2

×160g/mol=6g，
故答案為：坩堝；6．

點評：本題主要考查的是鐵以及其化合物的相互轉(zhuǎn)化以及有關(guān)物質(zhì)的量守恒的計算，屬于中等題，有一定的難度．