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____________________________________。
(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,取少许固体物质于试管中,并向试管中加稀硫酸得溶液B;
②取少量溶液B于试管中,滴加几滴KSCN溶液,结果溶液未变红色,说明硬质试管中固体物质的成分有:____________________________。(填化学式)
(3)该同学马上另取少量溶液B,使其跟NaOH溶液反应。若按图
所示的操作,可观察到先生成白色沉淀,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:
① ;
② 。
(4)一段时间后,该同学发现(2)中未变红的溶液变成红色,说明Fe2+ 具有 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 。(用离子方程式表示)
(1)3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2(2分) (2)Fe3O4和Fe(2分)
(3)FeSO4+2NaOH==Na2SO4+2Fe(OH) 2↓ (2分)
4Fe(OH) 2+ O2+2H2O==4Fe(OH) 3 (2分)
(4)还原(2分)、2Fe3++ Fe==3Fe2+ (2分)
题目分析:(1)本题为铁与水蒸汽的反应实验,硬质试管中发生反应的化学方程式为:
3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2,(2)滴加几滴KSCN溶液,结果溶液未变红色,说明该溶液中并没有铁离子,说明铁离子被铁还原为亚铁离子,所以固体物质的成分为Fe3O4和Fe;(3)B溶液中含有亚铁离子,所以加入NaOH溶液,生产了白色的氢氧化亚铁沉淀,由于氢氧化亚铁不稳定,其在空气中能够被氧化为红褐色的氢氧化铁沉淀,所以相关的反应的化学方程式为:FeSO4+2NaOH==Na2SO4+2Fe(OH) 2↓、4Fe(OH) 2+ O2+2H2O==4Fe(OH) 3 ;(4)一段时间后,该同学发现(2)中未变红的溶液变成红色,说明有铁离子的生成,所以说明了亚铁离子具有还原性;故在实验室中FeSO4溶液要临时配制并加少量铁粉的原因是为了防止亚铁离子被氧化,其离子方程式为2Fe3++ Fe==3Fe2+ 。
点评:本题考查了铁及其化合物,该考查是高考考查的重点和热点,本题考查的基本上都是课本上的知识,本题难度适中。