Question

（14分）按如图所示装置进行铁和水蒸气反应的实验。

（1）铁粉与水蒸气反应的化学方程式是：                                       ；

(2)为检验生成的气体产物,需从下图选择必要的装置,其正确的连接顺序为(用接口字母表示)

a—　             ,描述能证明气体产物的实验现象_　                            ；

（3）停止反应，待装置冷却后，取出反应过的铁粉混合物，加入过量的稀硫酸充分反应。过滤。简述检验所得滤液中Fe^3＋的操作方法：                                                  ；

（4）经检验上述滤液中不含Fe^3＋，这不能说明铁粉与水蒸气反应所得产物中不含＋3价的铁。原因是（用化学方程式说明）：                                                          ；

（5）某同学利用上述滤液制取白色的Fe（OH）₂沉淀，向滤液中加入NaOH溶液后，观察到生成的白色沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色。

①沉淀由白色变为红褐色的化学方程式是：                                          ；

②为了得到白色的Fe（OH）₂沉淀，并尽可能使沉淀长时间保持白色，有同学设计如下图所示的装置：

通电后，溶液中产生大量的白色沉淀，且较长时间不变色。下列说法中正确的是________(填序号)。

A．电源中的a为正极，b为负极       B．可以用NaCl溶液作为电解液

C．A、B两端都必须用铁作电极       D．阴极发生的反应是2H^＋＋2e^－===H₂↑

Answer

（每空2分）（1）Fe+4H2O(g) Fe3O4+4H2  （2）a—f—g—b—c—h或a—f—g—c—b—h。

黑色的氧化铜变成红色,白色的无水CuSO4变成蓝色 （3）滴加KSCN溶液，溶液变血红色

（4）2Fe3++Fe＝2Fe2+ （5）①4Fe（OH）2+O2+2H2O＝4Fe（OH）3 ②BD

【解析】

试题分析：（1）高温下铁与水蒸气反应生成四氧化三铁与氢气，反应的离子方程式为Fe+4H2O(g) Fe3O4+4H2。

（2）氢气还原氧化铜生成铜和水，利用无水硫酸铜检验生成的水。由于生成的氢气中含有水蒸气，所以需要利用浓硫酸除去氢气中的水蒸气，所以正确的理解顺序为a—f—g—b—c—h或a—f—g—c—b—h。证明有氢气的实验现象是黑色的氧化铜变成红色,白色的无水CuSO4变成蓝色。

（3）检验铁离子一般用KSCN溶液，即取滤液少量与试管中滴加KSCN溶液，溶液变血红色。

（4）反应中铁可能是过量的，过量的铁与铁离子反应生成亚铁离子，即因此2Fe3++Fe＝2Fe2+，不能说明铁粉与水蒸气反应所得产物中不含＋3价的铁。

（5）①氢氧化亚铁不稳定，易被氧化生成氢氧化铁，反应的方程式为4Fe（OH）2+O2+2H2O＝4Fe（OH）3；

②A、根据装置图可知，A端有导管，说明有气体产生，因此A端是阴极，溶液中的氢离子放电生成氢气，则电源中的a为负极，b为正极，A不正确；B、氯化钠是强电解质，因此可以用NaCl溶液作为电解液，B正确；C、要得到氢氧化亚铁，则阳极必须是铁，而阴极是惰性电极，C错误；D、阴极发生的反应是2H＋＋2e－===H2↑，D正确，答案选BD。

考点：考查铁与水蒸气反应实验探究、铁离子检验、氢氧化亚铁制备以及电化学的应用等