Question

某同學利用下圖所示的實驗裝置進行鐵跟水蒸氣反應的實驗，并繼續研究鐵及其化合物的部分性質。

請回答下列問題：
（1）硬質試管中發生反應的化學方程式為____________________________________。
（2）該同學欲確定反應后硬質試管中固體物質的成分，設計了如下實驗方案：
①待硬質試管冷卻后，取少許固體物質于試管中，并向試管中加稀硫酸得溶液B；
②取少量溶液B于試管中，滴加幾滴KSCN溶液，結果溶液未變紅色，說明硬質試管中固體物質的成分有：____________________________。（填化學式）
（3）該同學馬上另取少量溶液B，使其跟NaOH溶液反應。若按圖

所示的操作，可觀察到先生成白色沉淀，迅速變成灰綠色，最后變成紅褐色的現象，請寫出與上述現象相關的反應的化學方程式：
①                                                                     ;
②                                                                     。
（4）一段時間后，該同學發現（2）中未變紅的溶液變成紅色，說明Fe²⁺ 具有         性。由此可知，實驗室中FeSO₄溶液要臨時配制并加少量鐵粉的原因是          。（用離子方程式表示）

Answer 1

（1）3Fe+4H₂O(g)Fe₃O₄+4H₂（2分） （2）Fe₃O₄和Fe（2分）
（3）FeSO₄+2NaOH==Na₂SO₄+2Fe(OH) ₂↓ （2分）
4Fe(OH) ₂+ O₂+2H₂O==4Fe(OH) ₃  （2分）
（4）還原（2分）、2Fe³⁺+ Fe==3Fe²⁺ （2分）

試題分析：（1）本題為鐵與水蒸汽的反應實驗，硬質試管中發生反應的化學方程式為：
3Fe+4H₂O(g)Fe₃O₄+4H₂，（2）滴加幾滴KSCN溶液，結果溶液未變紅色，說明該溶液中并沒有鐵離子，說明鐵離子被鐵還原為亞鐵離子，所以固體物質的成分為Fe₃O₄和Fe；（3）B溶液中含有亞鐵離子，所以加入NaOH溶液，生產了白色的氫氧化亞鐵沉淀，由于氫氧化亞鐵不穩定，其在空氣中能夠被氧化為紅褐色的氫氧化鐵沉淀，所以相關的反應的化學方程式為：FeSO₄+2NaOH==Na₂SO₄+2Fe(OH) ₂↓、4Fe(OH) ₂+ O₂+2H₂O==4Fe(OH) ₃ ；（4）一段時間后，該同學發現（2）中未變紅的溶液變成紅色，說明有鐵離子的生成，所以說明了亞鐵離子具有還原性；故在實驗室中FeSO₄溶液要臨時配制并加少量鐵粉的原因是為了防止亞鐵離子被氧化，其離子方程式為2Fe³⁺+ Fe==3Fe²⁺ 。
點評：本題考查了鐵及其化合物，該考查是高考考查的重點和熱點，本題考查的基本上都是課本上的知識，本題難度適中。