Question

【题目】新型材料纳米级铁粉与普通铁粉具有不同的性质．已知：在不同温度下，纳米级铁粉与水蒸气反应的固体产物不同，温度低于570℃时，生成FeO；高于570℃时，生成Fe3O4 ．
（1）写出温度低于570℃时反应的化学方程式 ．
（2）中学教材中用如图所示实验装置，完成铁粉与水蒸气反应的演示实验．实验中使用肥皂液的作用是 ．
（3）乙同学为了探究实验后的固体产物是否存在Fe3O4（假定铁全部反应完全）设计下列实验方案： ①取固体样品m1g，溶于足量的稀盐酸；
②向①反应后的溶液中加入足量H2O2得溶液X再加氨水，充分反应后，过滤、洗涤、干燥；
③将②中所得固体进行灼烧，得到红棕色固体m2g．
溶液X中发生氧化还原反应的离子方程式为；m1与m2符合关系时，才能确定固体样品中一定只存在Fe3O4 ．

Answer 1

【答案】
（1）Fe+H2O（g） ?FeO+H2
（2）检验反应中生成的H2
（3）2Fe2++2H++H2O2=2Fe3++2H2O； =0.97
【解析】解：（1）纳米级铁粉与水蒸气反应，温度低于570℃时，生成FeO，反应的化学方程式为：Fe+H2O（g） FeO+H2，

所以答案是：Fe+H2O（g） FeO+H2；（2）使用肥皂液的作用是检验反应中生成的H2，反应一段时间后，有肥皂泡吹起时，用点燃的火柴靠近肥皂泡，当听到爆鸣声时，说明“铁与水蒸气”能够进行反应，所以答案是：检验反应中生成的H2；（3）双氧水可将二价铁离子氧化为三价铁离子，离子方程式为：2Fe2++2H++H2O2=2Fe3++2H2O，

固体样品m1克与红棕色固体m2克所含铁元素的物质的量相同，假设全部是FeO，

2FeO～	Fe2O3
144g	160

m1与m2之比= =0.9；

假设全部是Fe3O4，

2Fe3O4～	3Fe2O3
464g	480g

m1与m2之比为： = =0.97，

m1与m2之比最少应大于 0.97时，固体样品中一定存在Fe3O4，

所以答案是：2Fe2++2H++H2O2=2Fe3++2H2O； =0.97．