Question

常溫下，在沒有氧氣存在時(shí)，鐵粉與水幾乎不反應(yīng)，但在高溫下，鐵粉能與水蒸氣反應(yīng)．
（1）鐵粉與水蒸氣反應(yīng)的化學(xué)方程式是

Fe₃O₄+4H₂O

高溫  .

3Fe+4H₂

．
（2）停止反應(yīng)，待裝置冷卻后，取出反應(yīng)后的混合物，加入過量的稀硫酸充分反應(yīng)，過濾．簡(jiǎn)述檢驗(yàn)所得濾液中含有Fe³⁺的操作方法：

取少量濾液與試管中，滴入幾滴KSCN溶液，若溶液變血紅色，證明含有鐵離子，否則無鐵離子

．
（3）經(jīng)檢驗(yàn)上述濾液中不含F(xiàn)e³⁺，這不能說明鐵粉與水蒸氣反應(yīng)所得的產(chǎn)物中不含+3價(jià)的鐵．原因是（結(jié)合化學(xué)方程式說明）

如果反應(yīng)后的混合物中含有過量的鐵粉，會(huì)發(fā)生反應(yīng)2Fe³⁺+Fe=3Fe²⁺，鐵粉把鐵離子全部還原為亞鐵離子后滴入KSCN溶液不變紅色

．
（4）某同學(xué)利用上述濾液制取白色的Fe（OH）₂沉淀，向?yàn)V液中加入NaOH溶液后，觀察到生成的白色沉淀迅速變成灰綠色，最后變成紅褐色．
①沉淀由白色變?yōu)榧t褐色的化學(xué)反應(yīng)方程式是

4Fe（OH）₂+O₂+2H₂O=4Fe（OH）₃

．
②為了得到白色的Fe（OH）₂沉淀，并盡可能較長(zhǎng)時(shí)間保持白色沉淀，該同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖所示的裝置：
請(qǐng)簡(jiǎn)述實(shí)驗(yàn)操作：

實(shí)驗(yàn)時(shí)先打開活塞K，再將分液漏斗的活塞打開，使稀硫酸與鐵粉反應(yīng)，用生成的氫氣排出裝置中的空氣，然后關(guān)閉K，利用生成的氫氣將試管中的硫酸亞鐵溶液壓入氫氧化鈉溶液中，則可在盛氫氧化鈉溶液的試劑瓶中較長(zhǎng)時(shí)間保存白色氫氧化亞鐵沉淀；

．

Answer 1

分析：（1）在高溫下，鐵粉和水蒸氣反應(yīng)，產(chǎn)物有四氧化三鐵和氫氣；
（2）檢驗(yàn)濾液中是否含有Fe3+的簡(jiǎn)單方法是滴入幾滴KSCN溶液，觀察溶液是否變紅色；
（3）反應(yīng)生成四氧化三鐵可以與稀硫酸發(fā)生反應(yīng)Fe₃O₄+8H⁺=Fe²⁺+2Fe³⁺+4H₂O，若鐵粉過量，還可以和鐵離子反應(yīng)生成亞鐵離子，所以濾液中可能含有鐵離子，也可能不含有鐵離子；
（4）①氫氧化亞鐵不穩(wěn)定接觸空氣時(shí)很快被氧化為氫氧化鐵；
②要較長(zhǎng)時(shí)間觀察到氫氧化亞鐵的白色沉淀，關(guān)鍵是怎樣降低反應(yīng)體系中氧氣的量，利用生成的氫氣趕凈裝置中的氧氣，據(jù)此分析實(shí)驗(yàn)步驟；

解答：解：（1）在高溫下，鐵粉和水蒸氣反應(yīng)，產(chǎn)物有四氧化三鐵和氫氣，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：Fe₃O₄+4H₂O

高溫  .

3Fe+4H₂；
故答案為：Fe₃O₄+4H₂O

高溫  .

3Fe+4H₂；
（2）檢驗(yàn)濾液中是否含有Fe³⁺的簡(jiǎn)單方法是滴入幾滴KSCN溶液，觀察溶液是否變紅色，若溶液變紅色證明含有Fe³⁺，否則不含；
故答案為：取少量濾液與試管中，滴入幾滴KSCN溶液，若溶液變血紅色，證明含有鐵離子，否則無鐵離子；
（3）反應(yīng)生成四氧化三鐵可以與稀硫酸發(fā)生反應(yīng)Fe₃O₄+8H⁺=Fe²⁺+2Fe³⁺+4H₂O，若鐵粉過量，還可以和鐵離子反應(yīng)生成亞鐵離子，所以濾液中可能含有鐵離子，也可能不含有鐵離子；
故答案為：如果反應(yīng)后的混合物中含有過量的鐵粉，會(huì)發(fā)生反應(yīng)2Fe³⁺+Fe=3Fe²⁺，鐵粉把鐵離子全部還原為亞鐵離子后滴入KSCN溶液不變紅色；
（4）①氫氧化亞鐵不穩(wěn)定接觸空氣時(shí)很快被氧化為氫氧化鐵，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：4Fe（OH）₂+O₂+2H₂O=4Fe（OH）₃；
故答案為：4Fe（OH）₂+O₂+2H₂O=4Fe（OH）₃；
②要較長(zhǎng)時(shí)間觀察到氫氧化亞鐵的白色沉淀，關(guān)鍵是怎樣降低反應(yīng)體系中氧氣的量，利用生成的氫氣趕凈裝置中的氧氣，實(shí)驗(yàn)步驟為：實(shí)驗(yàn)時(shí)先打開活塞K，再將分液漏斗的活塞打開，使稀硫酸與鐵粉反應(yīng)，用生成的氫氣排出裝置中的空氣，然后關(guān)閉K，利用生成的氫氣將試管中的硫酸亞鐵溶液壓入氫氧化鈉溶液中，則可在盛氫氧化鈉溶液的試劑瓶中較長(zhǎng)時(shí)間保存白色氫氧化亞鐵沉淀；
故答案為：實(shí)驗(yàn)時(shí)先打開活塞K，再將分液漏斗的活塞打開，使稀硫酸與鐵粉反應(yīng)，用生成的氫氣排出裝置中的空氣，然后關(guān)閉K，利用生成的氫氣將試管中的硫酸亞鐵溶液壓入氫氧化鈉溶液中，則可在盛氫氧化鈉溶液的試劑瓶中較長(zhǎng)時(shí)間保存白色氫氧化亞鐵沉淀；

點(diǎn)評(píng)：本題考查了鐵及其化合物性質(zhì)的分析應(yīng)用，實(shí)驗(yàn)過程分析和實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)是解題關(guān)鍵，題目難度中等．