Question

某同学利用下图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）硬质试管中发生反应的化学方程式为

3Fe+4H₂O（g）=Fe₃O₄+4H₂

．
（2）该同学欲确定反应后硬质试管中固体物质的成分，设计了如下实验方案：
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

一定有Fe₃O₄，可能有Fe

，若溶液未变红色则说明硬质试管中固体物质的成分是

Fe₃O₄和Fe

．
（3）该同学按上述实验方案进行了实验，结果溶液未变红色，原因是：

Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺

（用离子方程式表示）．
（4）该同学马上另取少量溶液B，使其跟NaOH溶液反应．若按右图所示的操作，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：

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

．
（5）一段时间后，该同学发现（3）中未变红的溶液变成红色，说明Fe²⁺具有

还原

性．由此可知，实验室中FeSO₄溶液要临时配制并加少量铁粉的原因是

Fe²⁺易被空气中的氧气氧化而变质

．

Answer 1

分析：（1）依据硬质试管中中铁与水蒸气反应会生成四氧化三铁和氢气分析判断；
（2）KSCN溶液溶液变红色，说明有三价铁离子；溶液未变红色，说明无三价铁离子；
（3）铁单质能将三价铁离子还原成二价铁离子；
（4）滴入NaOH溶液时，生成的白色沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色；
（5）铁单质能将三价铁离子还原成二价铁离子，Fe²⁺具有还原性，Fe²⁺易被空气中的氧气氧化而变质．

解答：解：（1）铁与水蒸气反应会生成四氧化三铁和氢气，反应的化学方程式为3Fe+4H₂O（g）=Fe₃O₄+4H₂，故答案为：3Fe+4H₂O（g）=Fe₃O₄+4H₂；
（2）KSCN溶液溶液变红色，说明有三价铁离子，说明硬质试管中固体一定有Fe₃O₄，可能有Fe；KSCN溶液未变红色，说明无三价铁离子，一定有Fe₃O₄和Fe，
故答案为：一定有Fe₃O₄，可能有Fe；Fe₃O₄和Fe；
（3）铁单质能将三价铁离子还原成三价铁离子离子方程式，Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺，故答案为：Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺；
（4）滴入NaOH溶液时，生成的白色沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色，该反应为FeSO₄+2NaOH=Fe（OH）₂↓+Na₂SO₄；4Fe（OH）₂+O₂+2H₂O=4Fe（OH）₃，
故答案为：4Fe（OH）₂+O₂+2H₂O═4Fe（OH）₂，故答案为：FeSO₄+2NaOH=Fe（OH）₂↓+Na₂SO₄；4Fe（OH）₂+O₂+2H₂O=4Fe（OH）₃；
（5）铁单质能将三价铁离子还原成二价铁离子，Fe²⁺具有还原性，Fe²⁺易被空气中的氧气氧化而变质，故答案为：还原；Fe²⁺ 易被空气中的氧气氧化而变质．

点评：本题考查铁及其化合物的性质实验，题目难度不大，注意三价铁离子与二价铁离子的转化．