Question

【題目】某小組進行“鐵與水蒸氣”反應的產物及其性質探究系列實驗。請回答實驗中的問題:

（1）寫出該反應的化學方程式__________，若16.8g鐵粉參加反應，轉移電子數目為_____。

（2）待試管冷卻后，取少許其中的固體物質溶于稀鹽酸得溶液A，取所得液滴加KSCN溶液，溶液無顏色變化，說明硬質試管中固體物質的成分是_______ 溶液未變紅色的原因是___________(用離子方程式表示)。

（3）若要使（2）中所得溶液變紅又不增加溶液離子種類,可以加入適量____試劑。

（4）另取（2）中溶液A，加入NaOH溶液，觀察到生成白色絮狀沉淀并迅速變成灰綠色，最后變成紅褐色。沉淀轉化過程發生的反應方程式為______________。

（5）某催化劑(主要成分FeO、Fe2O3)中+2價鐵與+3價鐵的物質的量之比為1:2時，其催化活性最高，此時鐵的氧化物的混合物中鐵的質量分數為________（用小數表示，保留兩位小數)。

Answer 1

【答案】 3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2 0.8NA Fe、Fe3O4 2Fe3+ + Fe =3Fe2+ 氯水或Cl2 4Fe(OH)2+2H2O+O2 = 4Fe(OH)3 0.72

【解析】(1)鐵與水蒸氣反應的化學方程式為3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2，16.8g鐵粉的物質的量為=0.3mol，根據方程式生成0.4mol氫氣，轉移電子數目為0.8NA，故答案為：3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2；0.8NA；

(2)待試管冷卻后，取少許其中的固體物質溶于稀鹽酸得溶液A，溶液A中加KSCN溶液，溶液無顏色變化，反應生成的四氧化三鐵溶解后生成的鐵離子被鐵還原，生成亞鐵離子，溶液中不存在鐵離子，因此溶液未變紅色，說明硬質試管中固體物質為Fe、Fe3O4，故答案為：Fe、Fe3O4；2Fe3+ + Fe =3Fe2+；

(3)氯氣能夠將亞鐵離子氧化為鐵離子，因此通入氯氣溶液將變紅且不增加溶液中離子種類，故答案為：氯水或Cl2；

(4)另取(2)中溶液A，加入NaOH溶液，觀察到生成白色絮狀沉淀并迅速變成灰綠色，最后變成紅褐色，是生成的氫氧化亞鐵被空氣中的氧氣氧化的結果，故答案為：4Fe(OH)2+2H2O+O2 = 4Fe(OH)3；

(5)因催化劑中Fe2+與Fe3+的物質的量之比為1：2，所以FeO、Fe2O3的物質的量之比為1：1，設此時混合物中FeO的質量為72n，Fe2O3的質量為160n，混合物的質量為232n，混合物中鐵的質量分數=×100%=72%=0.72，故答案為：0.72。