某研究*学习小组请你参与“研究铁与水反应所得固体物质的成分、*质及再利用”实验探究，并共同回答下列问题：探究一...

问题详情：

某研究*学习小组请你参与“研究铁与水反应所得固体物质的成分、*质及再利用”实验探 究，并共同回答下列问题：

探究一：设计如图所示装置进行“铁与水反应”的实验(夹持仪器略)．

(1)硬质玻璃管 B 中发生反应的化学方程式为：________________________________．。

(2)反应前 A 中投放碎瓷片的目的是___________________．。

(3)装置 E 中的现象是_______________________。 探究二：设计如下实验方案确定反应后硬质玻璃管 B 中黑*固体的成分。

(4)待硬质玻璃管 B 冷却后，取少许其中的固体物质溶于___________________后，将所得溶液分成两份。

(5)一份滴加几滴 KSCN 溶液。若溶液变血红*,推断硬质玻璃管 B 中固体物质的成分为______________________(选 填序号,下同)；若溶液未变血红*，推断硬质玻璃管 B 中固体物质的成分为__________________________________。

①一定有 Fe3O4    ②一定有 Fe    ③只有 Fe3O4    ④只有 Fe

(6)另一份用_____(填仪器名称)加入_____(填试剂和现象)，可以 *溶液中存在 Fe2+。

探究三：设计如下流程测定反应后硬质玻璃管 B 中固体含铁元素的质量分数。

(7)试剂 b 的化学式是_____。

(8)计算反应后 B 装置中铁元素的质量分数为_____。

【回答】

【*】（1） 

（2）防止暴沸

（3）黑*固体变红，右端管壁有水珠

（4）稀硫*  （5）①  ②

（6）胶头滴管 **KMnO4溶液，溶液褪*

（7）NaOH  （8）77.8%

【解析】

【探究一】（1）Fe与水反应的化学方程式为：

3Fe+4H2O（g）Fe3O4+4H2。

（2）碎瓷片的作用是防止暴沸。

（3）装置E中发生反应：H2+CuOCu+H2O，现象是：黑*固体变红，右端管壁有水珠。

【探究二】在验*反应后黑*固体的成分时，检验Fe3+，最佳试剂为KSCN溶液；在确定存在Fe3+时，检验Fe2+，可用**KMnO4溶液。由于**KMnO4溶液与盐*发生反应，所以在溶解反应后的黑*固体时，不能用盐*，也不能用**（因为HNO3可氧化Fe2+），可用稀硫*。

【探究三】由“红棕*固体”知，该物质为Fe2O3，则和NaCl及过量，所以试剂b为NaOH溶液。m（Fe2O3）="32" g,则n（Fe2O3）="0.2" mol,则n（Fe）="0.4" mol,则反应后B装置中铁元素的质量分数为：×100%≈77.8%。

25.在2 L硫*铜和硫*铁的混合溶液中，加入30 g铁粉，最后得到2 L 0.25 mol·L－1的硫*亚铁溶液及26 g固体沉淀物。分别求原混合溶液中硫*铁和硫*铜的物质的量浓度。

【*】硫*铁、硫*铜的物质的量浓度分别为0.05 mol·L－1和0.1 mol·L－1

【解析】

【分析】

因氧化*Fe3+＞Cu2+，则加入铁粉，先发生Fe+Fe2（SO4）3=3FeSO4，后发生Fe+CuSO4=FeSO4+Cu，最后得FeSO4溶液，则Fe2（SO4）3和CuSO4都完全反应，据此解答。

【详解】设原溶液中Fe2（SO4）3和CuSO4的物质的量分别为xmol、ymol，则根据方程式可知

Fe+Fe2（SO4）3=3FeSO4

xmol  xmol    3xmol

Fe+CuSO4=FeSO4+Cu

ymol ymol ymol ymol

由FeSO4物质的量及最后固体质量可得：①3x+y=0.25×2、②30-56（x+y）+64y=26，联立①②解得：x=0.1，y=0.2，故原混合溶液Fe2（SO4）3的物质的量浓度为0.1mol÷2L=0.05mol/L，CuSO4的物质的量浓度为0.2mol÷2L=0.1mol/L。

【点睛】本题考查根据化学反应方程式的计算，题目难度不大，明确反应的先后顺序结合题目信息判断Fe2（SO4）3和CuSO4完全反应是解答本题的关键。

知识点：铁和铁的化合物

题型：实验,探究题