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

[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(xiàn)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(xiàn)紅色

（1）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，該小組進行如下圖所示實驗：

請根據數據分析說明黑色粉末X中是否含有Fe3O4。

_________。

Answer 1

【答案】 Fe、Fe3O4 Fe ＋ 2H+ == Fe2+ ＋ H2↑ Fe3O4 ＋ 8H+ == 2Fe3+ ＋ Fe2+ ＋ 4H2O 、Fe ＋ 2Fe3+ == 3Fe2+ 因為32 g Fe2O3 中含F(xiàn)e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 因為產生4.48 L H2，需要Fe單質為11.2 g，而25.6 g > 11.2 g，所以X中還含有Fe3O4

【解析】[猜想假設] 根據題意，CO還原Fe2O3生成鐵，若溫度不同、受熱不均時會生成Fe3O4，也能被磁鐵吸引，還可能生成Fe3O4，黑色粉末X可能是Fe、Fe3O4，或二者的混合物，故答案為：Fe、Fe3O4；

(1)黑色粉末X可能是Fe、Fe3O4，實驗①中只有鐵與鹽酸反應有氣泡放出，產生氣泡的離子方程式為Fe ＋ 2H+ == Fe2+ ＋ H2↑ ，故答案為：Fe ＋ 2H+ == Fe2+ ＋ H2↑ ；

(2)①中四氧化三鐵溶解生成的鐵離子可能被鐵還原為亞鐵離子，導致遇KSCN溶液不變紅色，因此不能推斷黑色粉末X中無Fe3O4，故答案為：Fe3O4 ＋ 8H+ == 2Fe3+ ＋ Fe2+ ＋ 4H2O 、Fe ＋ 2Fe3+ == 3Fe2+；

(3)鐵與鹽酸反應生成氫氣，氫氣的物質的量==0.2mol，說明鐵為0.2mol，質量為0.2mol×56g/mol=11.2g，而25.6 g > 11.2 g，所以X中還含有O元素，還含有Fe3O4，故答案為：因為產生4.48 L H2，需要Fe單質為11.2 g，而25.6 g > 11.2 g，所以X中還含有Fe3O4。