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题目
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某校化学小组学生利用如图所示装置进行“铁与水反应”的实验,并探究固体产物成分(图中夹持及尾气处理装置均已略去)。

(1)装置B中发生反应的化学方程式是                                    
(2)虚线框图C的气体收集装置是下图中的           (选填字母编号)。

(3)反应停止,待B管冷却后,称量,得到固体质量为28.8g。再向固体中加入过量稀盐酸充分反应,并进行如下实验: 

试剂a的化学式是            ,试剂b的化学式是            ;加入新制氯水后溶液红色加深的原因是(用离子方程式表示)                                  
(4)某同学在实验中加入了过量氯水,放置一段时间后,发现深红色褪去,现请对褪色原因进行探究。首先提出假设。假设1:溶液中的+3价铁被氧化为更高的价态;假设2:
                                                                  ;为了对所提出的假设2进行验证,实验方案是                                       
                                                                       。
(5)根据所给数据,可计算出反应后B装置中铁元素的质量分数为              
答案

(1)3Fe + 4H2O  Fe3O4 + 4H2↑ (1分)
(2)bd (2分)
(3)KSCN ,NaOH;2Fe2++Cl2→2Fe3++2Cl (1分1格,共3分)
(4)SCN-被过量的氯水氧化;(2分)
取少量褪色后的溶液,滴加过量KSCN溶液,如果出现红色,则说明假设2 正确,若不变红,则假设2不正确。(2分)
(5)77.8% (2分)
解析

试题分析:(2)氢气难溶于水,可用排水法收集。选bd。
(3)因为铁和水反应生成Fe3O4Fe3O4+8HCl=2FeCl3+FeCl2+4 H2O 。淡黄色溶液含少量Fe3+,加a:KSCN,Fe3++3SCN- =Fe(SCN)3  少量淡红色。加新制的氯水,把FeCl2氧化变成FeCl3和KSCN生成
Fe(SCN)3,再加NaOH,能生成Fe(OH)3  。加热Fe(OH)3变成红棕色的Fe2O3
(4)“SCN-被过量的氯水氧化”,为证明此假设,需加过量的KSCN溶液,看是否变红。
(5)解设原铁元素的质量为x
2Fe------- Fe2O3
2*56     160
x        32         x=22.4
Fe%=22.4*100%/28.8=77.8%
核心考点
试题【某校化学小组学生利用如图所示装置进行“铁与水反应”的实验,并探究固体产物成分(图中夹持及尾气处理装置均已略去)。(1)装置B中发生反应的化学方程式是      】;主要考察你对铁的氧化物等知识点的理解。[详细]
举一反三
ZnO具有抗菌性,也是重要的轮胎添加剂。工业上由粗ZnO(含FeO、CuO)制备活性ZnO流程如下:

已知此溶液中Fe2+、Fe3+、Cu2+、Zn2+形成氢氧化物的pH如下表:
离子
开始沉淀的pH
完全沉淀的pH
Fe2+
6.4
8.4
Fe3+
2.4
3.1
Cu2+
5.2
6.7
Zn2+
6.8
9
 
(1)实验室中用98%H2SO4来配制100 mL60%稀硫酸所需使用的玻璃仪器有:烧杯、量筒、                    
(2)写出在A中加H2O2的离子方程式:                    
(3)向A中可以加入           (写化学式)调节溶液pH范围在        之间;沉淀C为        
(4)碱式碳酸锌[Zn3(OH)4CO3·H2O]焙烧制备活性ZnO的化学方程式为                    
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三草酸合铁酸钾晶体K3[Fe(C2O4)3]·3H2O可用于摄影和蓝色印刷。某小组将无水三草酸合铁酸钾在一定条件下加热分解,对所得气体产物和固体产物进行实验和探究。该小组同学查阅资料知,固体产物中铁元素不可能以三价形式存在,而盐只有K2CO3,产生的气体中含有CO、CO2
请利用实验室常用仪器、用品和以下限选试剂完成验证和探究过程。
限选试剂:①蒸馏水②3%H2O2溶液③氧化铜④1.0mol/L盐酸⑤浓硫酸⑥1.0mol/LNaOH溶液⑦澄清石灰水⑧0.5 mol/LCuSO4溶液⑨2%KSCN溶液⑩苯酚溶液
I.若用一套连续实验装置检验气体产物中CO的存在,并验证检验过程中有CO2生成,应选用的试剂为(按先后顺序把所选试剂的标号填入空格内)                           
Ⅱ.探究固体产物中铁元素的存在形式。
(1)提出合理假设
假设1:只有Fe;
假设2:只有FeO;
假设3:                        
(2)设计实验方案并实验验证
步骤1:取适量固体产物于试管中,加入足量蒸馏水溶解,过滤分离出不溶固体。
步骤2:取少量上述不溶固体放人试管中,加入足量       溶液,充分振荡。若固体无明显变化,则假设     成立;若有暗红色固体生成,则反应的离子方程式为                          
步骤3:取步骤2所得暗红色固体于试管中,滴加过量         ,振荡后静置。若溶液基本无色,则假设            成立;若溶液呈          ,则假设3成立。
(3)问题讨论
若固体产物中FeO含量较少,用步骤3方法难以确定。请你设计实验方案证明假设3成立(写出实验的操作步骤、现象与结论):                                      
Ⅲ.拓展与延伸
有资料介绍“在含Fe2+的溶液中,先滴加少量新制饱和氯水,然后滴加KSCN溶液,溶液呈红色;若再滴加过量氯水,却发现红色褪去”。假设溶液中的+3价铁还能被氯水氧化为更高价的FeO42-”,试写出该反应的离子方程式                          
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已知Fe(NO3)2受热分解产物为金属氧化物、NO2和O2,请完成表格内容并回答相关问题:
(1)对固体产物中Fe化合价的猜想:
猜想一:只显+2价 猜想二:只显+3价;猜想三:               
(2)为证明猜想二通过完成下表加以验证。供选试剂有: 0.01 mol/L 酸性KMnO4溶液、0.1 mol/L H2SO4溶液、3%H2O2溶液、0.1 mol/LKSCN溶液、蒸馏水。(仪器自添)
实验操作
现象
目的或结论
步骤1:取适量上述热分解后的固体于试管中,加入0.1 mol/L H2SO4溶液使其充分溶解,将上层清液分加到A、B两支试管中
 
溶解固体产物
步骤2:
 
溶液中含有Fe3+
步骤3:
 
溶液中不含 Fe2+
 
经验证,猜想二正确,请写出Fe(NO3)2热分解的化学方程式                        
(3)某同学将带火星的木条伸入该分解反应产生的气体中,木条复燃,由此他得出“NO2能支持燃烧的结论”。请你判断该结论是否正确?并说明理由。
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氯化亚铁溶液中滴加硫氰化钾溶液,再滴加双氧水,立即出现血红色,后红色又褪去呈黄色并伴有气泡产生,针对该实验现象,某实验小组的同学进行了探究
一、现象分析
假设A:气泡是H2O2分解产生的O2
假设B:气泡是KSCN被氧化为N2、SO2、CO2
假设C:红色褪去的原因是KSCN被氧化成了其它物质
二、实验探究
探究1
实验操作
实验现象
结论
①1mL 0.1mol/L的FeCl2溶液中加2滴KSCN溶液
溶液不变红
Fe2+遇SCN-不变红
②向①的溶液中加3%的H2O21滴并振荡
立即出现血红色
振荡后不褪色
加入H2O2后溶液中
出现了       (离子符号)
③向②的溶液中继续加H2O2溶液
溶液中出现大量气泡
血红色褪去
 
④用带火星的木条检验③中的气体
木条复燃
则假设        成立
 
探究2
实验操作
实验现象
结论
①取2ml KSCN溶液向其中加入几滴BaCl2溶液和稀盐酸
无明显现象
 
②向①所得的溶液中滴加3%的H2O2
溶液中出现白色沉淀并有少量气泡
白色沉淀为BaSO4
③将6%的H2O2溶液加入KSCN固体中,生成的气体依次通过品红溶液,酸性KMnO4溶液和澄清的石灰水
 
KSCN被H2O2氧化生成了SO2和CO2气体
三、问题与讨论
(1)探究1中,H2O2分解速度很快的原因                  
(2)探究1中,说明还原性Fe2+         SCN-
(3)探究2中,酸性KMnO4溶液的作用是                 
能证明生成了CO2的现象是                        
(4)若SCN -被H2O2氧化得到N2、SO2、CO2和SO42-,且SO2与SO42-的物质的量比为1:1,试写出该反应的离子方程式                       
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实验室里用硫酸厂烧渣(主要成分为铁的氧化物及少量FeS、SiO2等)制备聚铁(碱式硫酸铁的聚合物)和绿矾(FeSO4·7H2O),其过程如下:

(1)过程①中,FeS和O2、H2SO4反应的化学方程式为                               
(2)过程②中产生的尾气会对大气造成污染,可选用下列试剂中的        吸收。
a.浓H2SO4    b.蒸馏水    c.NaOH溶液    d.浓硝酸
(3)过程③中,需要加入的物质名称是           
(4)过程④的实验操作是                  
(5)过程⑥中,将溶液Z加热到70~80℃,目的是                       
(6)实验室为测定所得到的聚铁样品中铁元素的质量分数,进行下列实验。①用分析天平称取样品2.700 g;②将样品溶于足量盐酸后,加人足量的氯化钡溶液;③过滤、洗涤、干燥,称量,得固体质量为3.495 g。若该聚铁主要成分为[Fe(OH)SO4]n,则该聚铁中铁元素的质量分数为                  
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