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  某同学利用图甲所示的实验装置进行铁跟水蒸气反应的实验,并继续研究铁及其化合物的部分性质.请回答下列问题:(1)该同学欲确定反应一段时间后硬质试管中固体物质的成分,设计了

  某同学利用图甲所示的实验装置进行铁跟水蒸气反应的实验,并继续研究铁及其化合物的部分性质.请回答下列问题:

  (1)该同学欲确定反应一段时间后硬质试管中固体物质的成分,设计了如下实验方案(图乙):

  ①待硬质试管冷却后,取少许其中的固体物质溶于稀硫酸得溶液B;

  ②取少量溶液B滴加KSCN溶液,若溶液变红色则说明硬质试管中固体物质的成分是(只有一个选项符合题意)___,若溶液未变红色则说明硬质试管中固体物质的成分是(只有一个选项符合题意)___.

  A.一定有Fe3O4,可能有Fe

  B.只有Fe(OH)3

  C.一定有Fe3O4和Fe

  D.一定有Fe(OH)3,可能有Fe E.只有Fe3O4

  (2)该同学按上述实验方案进行了实验,结果溶液未变红色,该同学马上另取少量溶液B,使其跟NaOH溶液反应.若按如图丙所示的操作,可观察到生成白色沉淀,迅速变成灰绿色,最后变成红褐色的现象,请写出与上述现象相关的反应的化学方程式___、___.

  (3)一段时间后,该同学发现(2)中未变红的溶液变成红色,说明Fe2+具有___性.由此可知,实验室中含Fe2+的盐溶液需现用现配制的原因是___,并且配制

  含Fe2+的盐溶液时应加入少量___.

  (4)乙同学为了获得持久白色的Fe(OH)2沉淀,准备用如图丁所示装置,用不含O2的蒸馏水配制的NaOH溶液与新制的FeSO4溶液反应.获得不含O2的蒸馏水的方法是___.反应开始时,打开止水夹的目的是___;一段时间后,关闭止水夹,在试管___(填“A”或“B”)中观察到白色的沉淀.

  (5)同学们在学习了铁的性质后知道Fe3+和CO32-不能大量共存的原理,那么Fe2+和CO32-是否发生相似的反应呢?某学习小组查阅“部分酸碱盐溶解性表”,在“部分酸碱盐溶解性表”中存在“碳酸亚铁”.

  他们设计实验探究碳酸亚铁的性质.实验如下

  将一定量新制备的硫酸亚铁溶液和过量的碳酸氢铵溶液混合产生大量沉淀和气体.放置一段时间未见沉淀有明显变化.

  ①试写出反应离子方程式:___.

  探究碳酸亚铁的热稳定性(加热仪器省略)

  连接仪器、装药品.打开K,先通入一段时间氮气,然后,用酒精喷灯在A处加热玻璃管,观察B瓶溶液变浑浊.待固体分解完后,继续通入氮气至玻璃管冷却.

  ②先通入氮气的目的是___.B瓶现象能说明___.

  ③停止加热之前,是否拆开A、B之间橡胶管?答:___;理由是___.

  ④若不通入氮气直接加热分解则分解的固体产物可能是___;___;___理由是___.

1回答
2020-01-31 12:05
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田小雄

  (1)铁和水蒸气反应,产物为四氧化三铁和氢气,待硬质试管冷却后,取少许其中的固体物质溶于稀硫酸得溶液B,一定发生Fe3O4+8H+=Fe2++2Fe3++4H2O,取少量溶液B滴加KSCN溶液,若溶液变红色Fe3++3SCN-⇌Fe(SCN)3,则说明所得溶液中存在的阳离子是一定有Fe3+,一定有Fe3O4,可能有过量的铁;若溶液未变红色,可能含有过量的铁,将三价铁离子全部转化成二价铁离子,Fe+2Fe3+═3Fe2+,

  故答案为:A;C;

  (2)可观察到生成白色沉淀,迅速变成灰绿色,最后变成红褐色的现象,说明含有Fe2+离子,综上分析可知,白色沉淀为氢氧化亚铁,红褐色沉淀为氢氧化铁,所以反应为:FeSO4+2NaOH=Fe(OH)2↓+Na2SO4、4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3,

  故答案为:FeSO4+2NaOH=Fe(OH)2↓+Na2SO4;4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3;

  (3)Fe2+溶液因为水解和还原性而不易保存,可以加入酸抑制其水解,加入还原性铁(铁钉)防止其被氧化,故答案为:还原;Fe2+易被空气中的氧气氧化而变质;铁粉;

  (4)加热时气体的溶解度降低,所以,除去蒸馏水中溶解的O2常采用加热煮沸的方法;利用铁粉和稀硫酸反应产生的氢气排出试管A、B中的空气,使A、B充满还原性气体氢气,可排除试管中的氧气,防止Fe(OH)2 被空气中氧气氧化,一段时间后,关闭止水夹,试管A中生成的FeSO4溶液压到试管B,与试管B中的NaOH溶液反应,生成Fe(OH)2沉淀,在试管B中观察到白色的Fe(OH)2,

  故答案为:把蒸馏水煮沸;利用铁粉和稀硫酸反应产生的氢气排出试管A、B中的空气,防止Fe(OH)2 被空气中氧气氧化;B.

  (5)①硫酸亚铁溶液与碳酸氢铵溶液混合后生成二氧化碳气体和碳酸亚铁沉淀,发生反应的离子方程式为Fe2++2HCO3-=FeCO3↓+CO2↑+H2O,故答案为:Fe2++2HCO3-=FeCO3↓+CO2↑+H2O;

  ②加热前利用氮气将空气排尽,防止空气中的氧气氧化固体中的二价铁,B中石灰水应变浑浊,说明有二氧化碳生成,故答案为:除去装置中的空气;分解产物有CO2;

  ③继续通入氮气,不会减小玻璃管内气压,所以不能产生倒吸,则不必拆开A、B之间橡胶管,故答案为:否;通入N2内压不会减小,不会倒吸;

  ④若不通入氮气直接加热分解,空气中的氧气会部分或全部氧化二价铁为三价铁,则分解的固体产物可能是FeO、Fe2O3或Fe3O4或Fe2O3和Fe3O4混合物,故答案为:FeO、Fe2O3;Fe3O4;Fe2O3和Fe3O4混合物;FeCO3(或FeO)被空气中的氧气氧化.

2020-01-31 12:07:40

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