精英家教网 > 高中化学 > 题目详情
9.某学习小组进行“铁与水反应所得固体物质的成分、性质及再利用”的实验探究.
【探究一】设计下图所示装置进行“铁与水反应”的实验.

(1)反应前A中投放碎瓷片的目的是防暴沸.
(2)硬质玻璃管B中发生反应的化学方程式为3Fe+4H2O(g)$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Fe3O4+4H2
(3)装置E中的现象是黑色固体变红,右端管壁有水珠.
【探究二】设计如下实验方案确定反应后硬质玻璃管中黑色固体的成分.
待硬质玻璃管B冷却后,取少许其中的固体物质溶于硫酸后,将所得溶液分成两份.
(4)一份滴加几滴KSCN溶液.若溶液变红色,推断硬质玻璃管B中固体物质的成分(选填序号,下同)为④;若溶液未变红色,推断硬质玻璃管B中固体物质的成分为③.
①只有有Fe ②只有Fe3 O4③Fe3 O4和Fe ④一定有Fe3 O4,可能有Fe
(5)若要检测溶液中是否存在Fe2+,则另一份溶液中需要加入酸性高锰酸钾溶液(填试剂)来检验
【探究三】设计如下流程测定反应后硬质玻璃管B中固体含铁元素的质量分数.

(6)计算反应后B装置中铁元素的质量分数为75.2%.

分析 【探究一】A中制取水蒸气,B中Fe和水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气,C收集氢气、D用于干燥氢气,E中氢气还原CuO;
(1)碎瓷片有防暴沸作用;
(2)高温条件下,Fe和水蒸气发生氧化还原反应生成四氧化三铁和氢气;
(3)CuO呈黑色、Cu呈红色;
【实验二】
(4)铁离子和KSCN反应生成络合物而使溶液呈血红色,亚铁离子和KSCN不反应;
(5)亚铁离子具有还原性,能被酸性高锰酸钾溶液氧化;
【实验三】
(6)B中固体和稀盐酸反应生成盐溶液,溶液呈黄色说明含有铁离子,加入KSCN溶液呈淡红色,则a为KSCN溶液,向溶液中加入氯水,氯水具有强氧化性,能氧化亚铁离子,加入氯水后溶液呈深紫红色,说明原溶液中含有亚铁离子,加入过量试剂b,过滤,则b为碱溶液,过滤得到氢氧化铁,加热氢氧化铁固体,氢氧化铁分解生成氧化铁,则红棕色固体是Fe2O3,根据Fe原子守恒计算Fe元素质量分数.

解答 解:【探究一】A中制取水蒸气,B中Fe和水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气,C收集氢气、D用于干燥氢气,E中氢气还原CuO;
(1)碎瓷片有防暴沸作用,防止产生安全事故,
故答案为:防暴沸;
(2)高温条件下,Fe和水蒸气发生氧化还原反应生成四氧化三铁和氢气,反应方程式为3Fe+4H2O(g)$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Fe3O4+4H2
故答案为:3Fe+4H2O(g)$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Fe3O4+4H2
(3)CuO呈黑色、Cu呈红色,氢气还原CuO得到Cu,且同时生成水,则看到的现象是黑色固体变红,右端管壁有水珠,
故答案为:黑色固体变红,右端管壁有水珠;
【实验二】
(4)铁离子和KSCN反应生成络合物而使溶液呈血红色,亚铁离子和KSCN不反应,向溶液中加入KSCN溶液呈红色,说明含有四氧化三铁,可能含有Fe;铁离子和Fe反应生成亚铁离子,不变红色说明固体中含有四氧化三铁和Fe,
故答案为:④;③;
(5)亚铁离子具有还原性,能被酸性高锰酸钾溶液氧化,所以可以用酸性高锰酸钾溶液检验亚铁离子,故答案为:酸性高锰酸钾溶液;
【实验三】
(6)B中固体和稀盐酸反应生成盐溶液,溶液呈黄色说明含有铁离子,加入KSCN溶液呈淡红色,则a为KSCN溶液,向溶液中加入氯水,氯水具有强氧化性,能氧化亚铁离子,加入氯水后溶液呈深紫红色,说明原溶液中含有亚铁离子,加入过量试剂b,过滤,则b为碱溶液,过滤得到氢氧化铁,加热氢氧化铁固体,氢氧化铁分解生成氧化铁,则红棕色固体是Fe2O3
n(Fe)=2n(Fe2O3)=2×$\frac{32g}{160g/mol}$=0.4mol,则w(Fe)=$\frac{56g/mol×0.4}{28.8g}$×100%=75.2%,
故答案为:75.2%.

点评 本题考查性质实验方案设计,为高频考点,涉及物质的量的计算、离子检验、实验操作等知识点,明确实验原理、物质性质、实验基本操作是解本题关键,题目难度不大.

练习册系列答案
相关习题

科目:高中化学 来源: 题型:选择题

19.若m克FeS2在氧气中完全燃烧生成SO2和Fe2O3时,转移的电子总数为n个,则阿伏加德罗常数可表示为(  )
A.$\frac{12n}{m}$B.$\frac{60n}{m}$C.$\frac{11m}{120n}$D.$\frac{120n}{11m}$

查看答案和解析>>

科目:高中化学 来源: 题型:选择题

20.给蒸馏水中滴入少量盐酸后,下列说法中错误的是(  )
A.c(H+)•c(OH- )乘积不变B.pH增大了
C.c(OH- )降低了D.水电离出的c(H+)降低了

查看答案和解析>>

科目:高中化学 来源: 题型:选择题

17.下列有关溶液组成的描述合理的是(  )
A.无色强碱性溶液中可能大量存在 Al3+、NH4+、Cl?、S2?
B.酸性溶液中可能大量存在 Na+、ClO?、SO42?、I?
C.弱碱性溶液中可能大量存在 Na+、K+、Cl?、CO32?
D.中性溶液中可能大量存在 Ba2+、K+、Cl?、SO42?

查看答案和解析>>

科目:高中化学 来源: 题型:选择题

4.NA为阿伏伽德罗常数的值.下列说法正确的是(  )
A.18gD2O中含有的质子数均为10NA
B.2L0.5mol/L硫酸溶液中含有氢离子数目为NA
C.标准状况下,22.4LSO3所含有的分子数目为NA
D.过氧化钠与水反应时生成0.1mol氧气转移的电子数为0.2NA

查看答案和解析>>

科目:高中化学 来源: 题型:解答题

14.氰化钠(NaCN)是重要的化工原料,常用于化学合成、冶金工业等.回答下列问题:
(1)下列标志中,应贴在装有氰化钠容器上的是A

(2)写出NaCN的电子式
(3)可用纯碱、焦炭、氨气反应制取NaCN,写出反应的化学方程式,并用单线桥标明电子转移的方向和数目
(4)现代采金技术先以NaCN溶液在自然环境中浸取粉碎的含金(Au)矿石,得到Na[Au(CN)2](二氰合金酸钠)溶液,再用锌还原Na[Au(CN)2]生成金.“浸取”反应的氧化剂是氧气,消耗的锌与生成的金的物质的量之比为1:2.
(5)工业利用NaCN制备蓝色染料的流程如下:

通入Cl2时发生反应的离子方程式为2[Fe(CN)6]4-+Cl2=2[Fe(CN)6]3-+2Cl-,该蓝色染料的化学式为Fe3[Fe(CN)6]2

查看答案和解析>>

科目:高中化学 来源: 题型:解答题

1.W、X、Y、Z、M、G五种元素分属三个短周期,且原子序数依次增大.W、Z同主族,可形成离子化合物ZW;Y、M同主族,可形成MY2、MY3两种分子;X的气态氢化物水溶液呈碱性.
请回答下列问题:
(1)Y在元素周期表中的位置为第二周期ⅥA族,上述元素的最高价氧化物对应的水化物酸性最强的是HClO4(写化学式),W、Y、Z、M形成的简单离子的半径大小顺序是S2->O2->Na+>H+(用化学符号表示),G的离子结构示意图:
(2)Y与M的氢化物中,热稳定性更好的是H2O(填化学式),原因是O的非金属性大于S.
(3)Z2Y2的电子式为,ZW与水反应放出气体的化学方程式为NaH+H2O═NaOH+H2↑.
(4)X2W4可作为新型燃料电池的燃料,在氧气中燃烧生成氮气和水,请利用X2W4、氧气与KOH溶液组成碱性燃料电池,写出该电池负极的电极反应式N2H4-4e-+4OH-═N2↑+4H2O,指出电解质溶液中OH-离子向负极移动.

查看答案和解析>>

科目:高中化学 来源: 题型:选择题

18.某原电池的总反应式是Zn+Cu2+═Zn2++Cu,该反应的原电池的正确组成是(  )
选项ABCD
正极材料ZnCZnMg
负极材料CuZnAgZn
电解质溶液CuCl2CuSO4CuSO4CuCl2
A.AB.BC.CD.D

查看答案和解析>>

科目:高中化学 来源: 题型:选择题

19.下列过程需要吸收热量的是(  )
A.甲烷在空气中燃烧B.碳酸钙受热分解
C.镁条和盐酸反应D.氢氧化钠与盐酸反应

查看答案和解析>>

同步练习册答案