Question

【题目】某化学兴趣小组设计如下实验探究FeCl3溶液的相关性质。

相关信息：Fe和Fe3O4，易被磁铁吸引，FeO是一种黑色固体，不能被磁铁吸引；Fe3O4能与盐酸反应，生成盐和水。FeCl3具有氧化性，与单质铁等物质化合时铁元素化合价会降低。

（1）实验一：将饱和FeCl3溶液在蒸发皿中加热至沸腾后，发现逐渐产生红褐色沉淀，加热时，FeCl3，易与水反应生成红褐色固体物质和盐酸，红色固体的化学式是_______________。

（2）实验二：将实验一蒸发获得的红色固体灼烧，颜色由红色变为红棕色。该反应的化学方程式是__________。

①氢氧化镁，氢氧化铜等物质加热也能分解得到对应的金属氧化物，而氢氧化钠、氢氧化钙等物质则无此性质。结合实验，从物质类别及其溶解性推断，通过加热分解___________可生成对应的金属氧化物。

②将氢氧化镁和铜粉混合物充分加热，得到的固体物质与原混合物质量相同，请问，氢氧化镁和铜粉的质量比为________。

（3）实验三：小组同学用多根玻璃棒蘸取饱和FeCl3溶液于酒精灯火焰上灼烧，在1分钟内观察到玻璃棒表面颜色的变化依次为：黄色、红褐色、红棕色，黑色。

①同学们对黑色物质的成分产生了疑问。联系酒精的可燃性、还原性等相关性质，对黑色物质的成分提出了猜想，经讨论，可能是_______和Fe3O4四种物质中的一种或几种。

②为了确定黑色物质的成分，收集黑色物质，进行了如下实验：

实验步骤	实验现象	实验结论
取黑色粉末用磁铁吸引，观察现象	黑色粉末全部被磁铁吸引	综合实验现象判断，此黑色物质成分是_______
向装有黑色粉末的试管中加入足量的盐酸，充分反应，观察现象	固体逐渐溶解，但无气泡产生

Answer 1

【答案】Fe（OH）3 2Fe（OH）3Fe2O3+3H2O 不溶性碱 29：36 Fe、C、FeO Fe3O4

【解析】

（1）加热时，FeCl3易与水反应生成红褐色物质和盐酸，所以反应的化学方程式：FeCl3+3H2O Fe（OH）3↓+3HCl，红色固体的化学式是Fe（OH）3；

（2）此过程发生分解反应，除生成红棕色物质外，还生成水，所以反应的化学方程式：2Fe（OH）3；

①氢氧化镁、氢氧化铜等加热分解也能得到对应的金属氧化物，而氢氧化镁和氢氧化铜以及氢氧化铁的共性是都难溶，所以从物质类别及其溶解性推断，通过加热分解不溶性碱可生成对应的金属氧化物；

②将氢氧化镁和铜粉混合物充分加热，得到的固体物质与原混合物质量相同，说明氢氧化镁分解生成水的质量等于铜反应的氧气的质量；设：氢氧化镁的质量为x，铜的质量为y，则：

所以=，x：y=29：36；

（3）①酒精夺取氧化铁中的氧，可以得到铁或者氧化亚铁甚至还会自身生成碳，以及反应环境为空气中，所以还可能是生成四氧化三铁，所以可能是 Fe、FeO、C和Fe3O4四种物质中的一种或几种；

②由于信息提示为“Fe和Fe2O3易被磁铁吸引，FeO是一种黑色固体，不能被磁铁吸引”，而用磁铁全部吸附，说明没有氧化亚铁和碳，同时用于固体全部溶解没有气体，说明没有铁，所以黑色固体为四氧化三铁。