Question

5．某实验小组利用如图所列装置进行“铁与水蒸气反应”的实验，并利用产物进一步制取FeCl₃•6H₂O晶体．（图中夹持及尾气处理装置均已略去）

回答下列问题：
（1）装置B中发生反应的化学方程式是3Fe+4H₂O（g）$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Fe₃O₄+4H₂．
（2）B、E两处酒精灯，必须后点燃的是E．
（3）E中出现黑色氧化铜变红，玻璃管右端出现无色液滴的现象．
（4）该小组把B中反应后的产物加入足量的盐酸，用该溶液制取FeCl₃•6H₂O晶体．
①欲检验溶液中含有Fe³⁺，选用的试剂为KSCN溶液，现象是溶液变血红色．
②该实验小组同学用上述试剂没有检测到Fe³⁺，用离子方程式解释滤液中不存在Fe³⁺可能的原因：Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺．
③在此溶液中加入少量酸性高锰酸钾溶液，高锰酸钾褪色，溶液中反应的离子方程式5Fe²⁺+MnO₄^-+8H⁺=5Fe³⁺+Mn²⁺+4H₂O．
④将此滤液中FeCl₂完全氧化为FeCl₃最好选择Cl₂做氧化剂．

Answer 1

分析 （1）Fe与水蒸气反应生成Fe₃O₄和H₂；碱石灰能干燥气体；
（2）首先产生还原性气体，赶尽E装置中的空气，然后点燃E处装置中的酒精灯；
（3）氢气还原氧化铜生成金属铜和水，据此回答；
（4）①Fe³⁺的检验方法是：取少量滤液，滴入几滴硫氰化钾溶液，观察溶液是否变红色；
②向体系中加入铁粉，如果铁粉不溶解，说明不存在Fe³⁺；
③高锰酸钾具有氧化性，能将亚铁离子氧化为铁离子，自身被还原为锰离子，据此回答；
④选择的试剂不会引入新杂质．

解答 解：（1）Fe与水蒸气反应生成Fe₃O₄和H₂，反应的化学方程式是3Fe+4H₂O$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Fe₃O₄+4H₂，故答案为：3Fe+4H₂O$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Fe₃O₄+4H₂；
（2）首先产生还原性气体，赶尽E装置中的空气，然后点燃E处装置中的酒精灯，故选E；
（3）氢气还原氧化铜生成金属铜和水，E中出现黑色氧化铜变红，玻璃管右端出现无色液滴现象，故答案为：黑色氧化铜变红，玻璃管右端出现无色液滴；
（4）①Fe³⁺的检验方法是：取少量滤液，滴入几滴硫氰化钾溶液，观察溶液是否变红色，故答案为：KSCN溶液；溶液变血红色；
②向体系中加入铁粉，如果铁粉不溶解，说明不存在Fe³⁺，所以离子反应方程式为：Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺，故答案为：Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺．
③高锰酸钾具有氧化性，能将亚铁离子氧化为铁离子，自身被还原为锰离子，发生反应为：5Fe²⁺+MnO₄^-+8H⁺=5Fe³⁺+Mn²⁺+4H₂O；故答案为：5Fe²⁺+MnO₄^-+8H⁺=5Fe³⁺+Mn²⁺+4H₂O；
④滤液中FeCl₂完全氧化为FeCl₃最好选择Cl₂，不会引入新杂质．故答案为：Cl₂．

点评 本题考查了铁与水蒸气的反应及三价铁离子的检验，装置了教材知识的考查，难度中等．