Question

【題目】某化學研究性學習小組用CO還原Fe2O3 ， 并在實驗結束后用磁鐵吸出生成的黑色粉末X進行探究． [探究目的]分析黑色粉末X的組成，并進行相關實驗．
[查閱資料]
I．CO還原Fe2O3的實驗中若溫度不同、受熱不均時會生成Fe3O4 ， 也能被磁鐵吸引．
II．Fe3O4+8H+=2Fe3++Fe2++4H2O
（1）[猜想假設]黑色粉末X的組成可能是、 ， 或二者的混合物． [實驗探究]

編號	實驗操作	實驗現象
①	取少量黑色粉末X放入試管中，注入足量的一定濃度的鹽酸，微熱	黑色粉末逐漸溶解，同時有氣泡產生，溶液呈淺綠色．
②	向上述試管中滴加幾滴KSCN溶液，振蕩	溶液沒有呈現紅色

實驗①中產生氣泡的離子方程式為 ．
（2）根據②中溶液未呈紅色，不能推斷出黑色粉末X中無Fe3O4 ， 請用離子方程式解釋原因： ．
（3）為了證明黑色粉末X中是否含有Fe3O4 ， 該小組進行如圖所示實驗：
請根據數據分析說明黑色粉末X中是否含有Fe3O4 ． ．

Answer 1

【答案】
（1）Fe；Fe3O4；Fe+2H+═Fe2++H2↑
（2）Fe3O4+8H+═2Fe3++Fe2++4H2O、Fe+2Fe3+═3Fe2+
（3）方法1：因為32gFe2O3中含Fe元素為22.4g，而25.6g＞22.4g，所以X中還含有O元素，還含有Fe3O4； 方法2：因為產生產生4.48L氫氣，需要Fe單質為11.2g，而25.6g＞11.2g，所以X中還含有Fe3O4
【解析】解：[猜想假設] （1）CO還原Fe2O3為Fe生成的黑色粉末X，Fe、Fe3O4黑色且能被磁鐵吸引，則磁性黑色粉末X可能是Fe、Fe3O4、或二者的混合物；所以答案是：Fe、Fe3O4；黑色粉末X與鹽酸反應有氣泡產生，溶液呈淺綠色，說明鐵與鹽酸反應生成氫氣和氯化亞鐵，離子反應為：Fe+2H+═Fe2++H2↑；所以答案是：Fe+2H+═Fe2++H2↑；（2）黑色粉末X與鹽酸反應，若鐵足量，少量的Fe3O4 ， 加鹽酸溶解發生反應：Fe3O4+8H+═2Fe3++Fe2++4H2O，因為鐵足量，將生成的三價鐵還原為亞鐵離子：Fe+2Fe3+═3Fe2+ ， 不能使KSCN溶液顯色，故根據②中溶液未呈紅色，不能推斷出黑色粉末X中無Fe3O4；所以答案是：Fe3O4+8H+═2Fe3++Fe2++4H2O、Fe+2Fe3+═3Fe2+；（3）方法1：生成的紅色粉末為Fe2O332.0g，因為32 g Fe2O3中含Fe元素為 g=22.4 g，而25.6 g＞22.4 g，所以X中還含有O元素，還含有Fe3O4；方法2：因為產生4.48L氫氣，氫氣為0.2mol，Fe單質為0.2mol×56g/mol=11.2 g，而25.6 g＞11.2 g，所以X中還含有Fe3O4；所以答案是：方法1：因為32 g Fe2O3中含Fe元素為22.4 g，而25.6 g＞22.4 g，所以X中還含有O元素，還含有Fe3O4；方法2：因為產生產生4.48L氫氣，需要Fe單質為11.2 g，而25.6 g＞11.2 g，所以X中還含有Fe3O4 ．