Question

【题目】已知Fe3O4是一种复杂的化合物，其化学式可改写为FeO·Fe2O3。对于A中生成的黑色物质，有三个学习小组提出了三种不同的猜想，以下是小组同学进行的实验猜想与探究，请你根据小组的思路与提示完成相关空白。

（猜想）甲组：黑色物质是FeO

乙组：黑色物质是Fe3O4

丙组：_____________；

（实验探究）

(1)丙组认为一种简单定性的方法即可判断甲组的正误：取A中生成的黑色物质少许于烧杯，加稀盐酸使其完全溶解，再加______溶液以检验Fe3＋，观察到溶液有无出现_________现象即可判断。

(2)乙组认为可通过定量测定来确定A中生成的黑色物质的组成，以验证该组猜想正确。取A中生成的黑色物质2.32g溶解于适量稀盐酸后，加入新制氯水，加入氯水后反应的离子方程式为：_____________，再加入足量NaOH溶液后，过滤洗涤烘干灼烧称量，若称得固体质量为________，即可判断乙组同学猜想正确。

Answer 1

【答案】黑色物质是FeO和Fe3O4的混合物 KSCN 红色 2Fe2++Cl2=2Fe3＋+2Cl- 2.4g

【解析】

Fe的氧化物有FeO、Fe2O3、Fe3O4，其中Fe2O3是红棕色固体，FeO、Fe3O4是黑色固体；黑色物质若为纯净物，可能为FeO，也可能为Fe3O4，若是混合物，则为FeO和Fe3O4的混合物；所以丙组同学推测为FeO和Fe3O4的混合物；

(1) Fe3＋遇SCN-离子，溶液变为血红色，所以向溶液中加入KSCN溶液，若观察到溶液有无出现血红色现象即可判断无Fe3+，即原固体为FeO；

(2)金属氧化物溶于盐酸后，向该溶液中通入Cl2，由于氯气有氧化性，会与溶液中的Fe2+发生氧化还原反应：2Fe2++Cl2=2Fe3＋+2Cl-；向反应后的溶液中加入足量的NaOH溶液，发生沉淀反应：Fe3++3OH-=Fe(OH)3↓，将沉淀过滤、洗涤，灼烧，发生分解反应：2Fe(OH)3 Fe2O3+3H2O。若乙组同学猜想正确，则2.32g全为Fe3O4，其物质的量为n(Fe3O4)=2.32g÷232g/mol=0.01mol，根据Fe元素守恒，可得n(Fe2O3)=(0.01mol×3)÷2=0.015mol，称得固体质量为m(Fe2O3)=0.015mol×160g/mol=2.4g。