Question

1．某研究小组为了探究“铁与水蒸气”能否发生反应及反应的产物，进行了下列实验．

（1）用如图K8-2所示实验装置，在硬质玻璃管中放入还原铁粉和石棉绒的混合物，加热并通入水蒸气，就可以完成高温下“Fe与水蒸气的反应实验”（石棉绒是耐高温材料，不与水反应）．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，当肥皂泡破裂，有爆鸣声或“噗”的声音（填实验现象）时，
说明“铁与水蒸气”能够进行反应．
（2）为了证明反应后的固体混合物中含有+3价的Fe，他们计划取出少量混合物于试管中，加入足量的盐酸，溶解、过滤．向滤液中滴加KSCN溶液，观察溶液的颜色．在下表中填写滴加KSCN溶液后可能观察到的现象、结论与解释（可以不填满）．

	现象	结论与解释
可能①	溶液变为红色	混合物中含有+3价Fe，因为Fe3+遇KSCN变红色
可能②	溶液为浅绿色	反应后的固体中可能含有+3价Fe，也可能不含有+3价Fe，因为若铁剩余较多，可将溶液中的Fe3+还原为Fe2+

（3）将反应后固体溶于足量的盐酸中充分溶解，可选用c试剂证明溶液中含有Fe²⁺．
a．Cl₂和KSCN溶液
b．NaOH溶液
c．KMnO₄溶液．

Answer 1

分析 （1）证明铁与水蒸气反应，只要证明反应中有氢气生成即可，可通过点燃法判断；
（2）反应后的固体中可能含有Fe和Fe₃O₄，溶于酸时可发生反应：Fe+2H⁺═Fe²⁺+H₂↑、Fe₃O₄+8H⁺═2Fe³⁺+Fe²⁺+4H₂O、Fe+2Fe³⁺═3Fe²⁺，由于混合物中Fe的量不确定，可能有两种情况：一是Fe较少，溶于酸后Fe³⁺有剩余，二是Fe较多，Fe³⁺完全被Fe还原为Fe²⁺，所以滤液中加KSCN溶液，可能变红也可能溶液为浅绿色；
（3）因为溶液中可能含有Fe³⁺，可利用Fe²⁺的还原性，用KMnO₄溶液是否褪色进行检验．

解答 解：（1）要证明Fe与水蒸气反应，只要证明生成了H₂就能说明，由实验装置和H₂的检验方法可用点燃法观察是否有爆鸣声，
故答案为：肥皂泡破裂，有爆鸣声或“噗”的声音；
（2）反应后的固体混合物中可能含有Fe和Fe₃O₄，在溶于酸时可发生如下反应：Fe+2H⁺═Fe²⁺+H₂↑，Fe₃O₄+8H⁺═2Fe³⁺+Fe²⁺+4H₂O，Fe+2Fe³⁺═3Fe²⁺，由于混合物中Fe的量不确定，可能有两种情况：一是Fe较少，溶于酸后Fe³⁺有剩余，二是Fe较多，Fe³⁺完全被Fe还原为Fe²⁺，所以滤液中加KSCN溶液，可能变红也可能溶液为浅绿色，
故答案为：①溶液变为红色；混合物中含有+3价Fe，因为Fe³⁺遇KSCN变红色；②溶液为浅绿色；反应后的固体中可能含有+3价Fe，也可能不含有+3价Fe，因为若铁剩余较多，可将溶液中的Fe³⁺还原为Fe²⁺；
（3）因为溶液中可能含有Fe³⁺，a、b试剂均不合适，可利用Fe²⁺的还原性，用KMnO₄溶液紫色褪去，进而证明溶液中含有亚铁离子，故c正确，
故答案为：c．

点评 本题考查了铁及其化合物性质、性质实验方案的设计与评价，题目难度中等，注意掌握铁及其化合物性质，明确具有铁离子、亚铁离子的方法，特别是铁离子和亚铁离子同时存在时检验亚铁离子的方法，为高考热点．