Question

按图1所示装置进行铁和水蒸气反应的实验．

（1）写出试管A中发生反应的化学方程式：

 

，

 

．
（2）为检验生成的气体产物，需从图2选择必要的装置，其正确的连接顺序为（用接口字母表示）a

 

．描述能证明气体产物的实验现象

 

（3）反应停止，待试管A冷却后，取少量其中的固体物质，加入过量的稀盐酸充分反应后，进行如图3实验：

①试剂X的化学式为

 

．
②用离子方程式和必要文字表示加入新制氯水后溶液红色加深的原因：

 

．
③若在实验中加入了过量氯水，放置一段时间后，发现深红色褪去，现对褪色的原因进行探究．
Ⅰ．提出假设：
假设1：溶液中的SCN^-被氧化．
假设2：溶液中的Fe³⁺被氧化．
假设3：

 

．
Ⅱ．设计方案：请对所提出的假设2进行验证，写出实验方案．

 

．
Ⅲ．方案实施．

Answer 1

考点：铁及其化合物的性质实验,性质实验方案的设计

专题：实验设计题

分析：（1）熟石灰为氢氧化钙，加热分解生成氧化钙和水，生成的水在高温下与铁反应生成四氧化三铁和氢气；
（2）生成的气体产物为氢气，氢气与氧化铜反应生成水，据此检验即可；
（3）检验铁离子用硫氰化钾溶液，氯气有强氧化性能氧化亚铁离子生成铁离子．

解答： 解：（1）熟石灰为氢氧化钙，加热分解生成氧化钙和水，化学反应方程式为：Ca（OH）₂

高温  .

CaO+H₂O，生成的水在高温下与铁反应生成四氧化三铁和氢气，化学反应方程式为：3Fe+4H₂O（g）

高温  .

Fe₃O₄+4H₂；故答案为：Ca（OH）₂

高温  .

CaO+H₂O，3Fe+4H₂O（g）

高温  .

Fe₃O₄+4H₂；
（2）氢气与氧化铜反应生成铜单质和水，无水硫酸铜遇水变蓝色，故答案为：afgbch，黑色的氧化铜变成红色，白色的无水硫酸铜变成蓝色；
（3）①固体产物含有四氧化三铁和未反应的铁，四氧化三铁和铁都与盐酸反应生成盐，铁离子和硫氰化钾溶液反应生成红色的溶液，所以X是硫氰化钾，故答案为：KSCN；
②新制氯水后溶液红色加深，说明络合物浓度增大，氯气将亚铁离子氧化生成铁离子而导致络合物浓度增大，反应离子方程式为：2Fe²⁺+Cl₂=2Fe³⁺+2Cl^-，故答案为：2Fe²⁺+Cl₂=2Fe³⁺+2Cl^-；
③假设1、2：三价铁被氧化或硫氰酸根被氧化，则一定是不存在硫氰酸铁；假设3：深红色褪去说明硫氰酸铁不存在，即溶液中的KSCN和铁离子均被氧化成更高价态；验证假设2的方法是：
用胶头滴管取少量褪色后的溶液于试管中，滴加几滴FeCl₃溶液，如果溶液出现红色，则说明假设2 正确，若溶液不变红色，则假设2不正确，故答案为：溶液中的KSCN和铁离子均被氧化成更高价态；用胶头滴管取少量褪色后的溶液于试管中，滴加几滴FeCl₃溶液，如果溶液出现红色，则说明假设2 正确，若溶液不变红色，则假设2不正确．

点评：本题以铁和水蒸气的实验为载体考查了物质的检验、实验仪器的连接等知识点，难度较大，知道水能使无水硫酸铜变蓝是水的特征反应，注意铁和水蒸气反应生成四氧化三铁而不是氧化铁，为易错点．