Question

3．某實驗小組利用下圖所列裝置進行“鐵與水蒸氣反應”的實驗，并利用產(chǎn)物進一步制取FeCl₃•6H₂O晶體．（圖中夾持及尾氣處理裝置均已略去）
回答下列問題：
（1）裝置B中發(fā)生反應的化學方程式是3Fe+4H₂O（g）$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Fe₃O₄+4H₂．
（2）E中出現(xiàn)黑色氧化銅變紅，玻璃管右端出現(xiàn)無色液滴的現(xiàn)象．
（3）該小組把B中反應后的產(chǎn)物加入足量的鹽酸，用該溶液制取FeCl₃•6H₂O晶體．
①Fe³⁺的價電子排布式是3d⁵
②欲檢驗溶液中含有Fe³⁺，選用的試劑為硫氰化鉀（KSCN），現(xiàn)象是溶液變紅．
③該實驗小組同學用上述試劑沒有檢測到Fe³⁺，用離子方程式解釋濾液中不存在Fe³⁺，可能的原因：2Fe³⁺+Fe=3Fe²⁺．
④在此溶液中加入少量酸性高錳酸鉀溶液，高錳酸鉀褪色，溶液中反應的離子方程式5Fe²⁺+MnO₄^-+8H⁺=5Fe³⁺+Mn²⁺+4H₂O．
⑤將此濾液中FeCl₂完全氧化為FeCl₃最好選擇Cl₂做氧化劑．

Answer 1

分析 （1）鐵與水蒸氣在高溫下反應生成四氧化三鐵和氫氣；
（2）氫氣能夠還原氧化銅生成銅和水，據(jù)此判斷現(xiàn)象；
（3）①Fe原子核外電子排布為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶4s²，原子形成陽離子失去高能層中該能級電子，再失去同能層中低能級電子，然后再失去低能層中電子；
②三價鐵離子能夠與硫氰酸根離子發(fā)生絡合反應生成血紅色的絡合物；
③三價鐵離子能夠氧化鐵粉生成二價鐵離子；
④高錳酸鉀具有強的氧化性，酸性環(huán)境下能夠氧化二價鐵離子生成三價鐵離子，本身被還原為二價錳離子；
⑤氯氣氧化氯化亞鐵生成氯化鐵．

解答 解：（1）鐵與水蒸氣在高溫下反應生成四氧化三鐵和氫氣，化學方程式：3Fe+4H₂O（g）$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Fe₃O₄+4H₂；
故答案為：3Fe+4H₂O（g）$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Fe₃O₄+4H₂；
（2）鐵與水蒸氣反應生成的氫氣能夠與氧化銅發(fā)生氧化還原反應生成銅和水，所以會看到現(xiàn)象：黑色氧化銅變紅，玻璃管右端出現(xiàn)無色液滴；
故答案為：黑色氧化銅變紅，玻璃管右端出現(xiàn)無色液滴；
黑色氧化銅變紅，玻璃管右端出現(xiàn)無色液滴
（3）①Fe原子核外電子排布為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶4s²，原子形成陽離子失去高能層中該能級電子，再失去同能層中低能級電子，然后再失去低能層中電子，故基態(tài)Fe³⁺的價電子排布式可表示為3d⁵，
故答案為：3d⁵；
②三價鐵離子能夠與硫氰酸根離子發(fā)生絡合反應生成血紅色的絡合物，通常用硫氰化鉀（KSCN）堿液三價鐵離子，現(xiàn)象為溶液變紅；
故答案為；硫氰化鉀（KSCN）； 溶液變紅；
③三價鐵離子能夠氧化鐵粉生成二價鐵離子，離子方程式：2Fe³⁺+Fe=3Fe²⁺；
故答案為：2Fe³⁺+Fe=3Fe²⁺；
④高錳酸鉀具有強的氧化性，酸性環(huán)境下能夠氧化二價鐵離子生成三價鐵離子，本身被還原為二價錳離子，離子方程式：5Fe²⁺+MnO₄^-+8H⁺=5Fe³⁺+Mn²⁺+4H₂O；
故答案為：5Fe²⁺+MnO₄^-+8H⁺=5Fe³⁺+Mn²⁺+4H₂O； 
  ⑤氯氣氧化氯化亞鐵生成氯化鐵，不會引人新的雜質；
故答案為：Cl₂．

點評 本題以FeCl₃•6H₂O晶體制備為載體，考查了鐵及其化合物的性質，明確相關物質的性質是解題關鍵，注意鐵離子的檢驗方法，題目難度不大．