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某研究性学习小组请你参与“研究铁与水反应所得固体物质的成分、性质及再利用”实验探究,并共同解答下列问题:探究一设计如图所示装置进行“铁与水反应”的实验。(1)

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

【探究一】设计如图所示装置进行“铁与水反应”的实验。
(1)硬质玻璃管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中黑色固体的成分。
(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。若溶液变红色,推断硬质玻璃管B中固体物质的成分(选填序号,下同)为_______;若溶液未变红色,推断硬质玻璃管B中固体物质的成分为_______。
①一定有Fe 3 O 4         ②一定有Fe        
③只有Fe 3 O 4           ④只有Fe
(6)另一份用_______(填仪器名称)加入_______,可以证明溶液中存在Fe 2+
【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_______。
▼优质解答
答案和解析
(1)
(2)防止暴沸
(3)黑色固体变红,右端管壁有水珠
(4)稀硫酸  (5)①  ②
(6)胶头滴管  酸性KMnO 4 溶液,溶液褪色
(7)NaOH  (8)77.8%

【探究一】(1)Fe与水反应的化学方程式为:
3Fe+4H 2 O(g) Fe 3 O 4 +4H 2
(2)碎瓷片的作用是防止暴沸。
(3)装置E中发生反应:H 2 +CuO Cu+H 2 O,现象是:黑色固体变红,右端管壁有水珠。
【探究二】在验证反应后黑色固体的成分时,检验Fe 3+ ,最佳试剂为KSCN溶液;在确定存在Fe 3+ 时,检验Fe 2+ ,可用酸性KMnO 4 溶液。由于酸性KMnO 4 溶液与盐酸发生反应,所以在溶解反应后的黑色固体时,不能用盐酸,也不能用硝酸(因为HNO 3 可氧化Fe 2+ ),可用稀硫酸。
【探究三】由“红棕色固体”知,该物质为Fe 2 O 3 ,则 和NaCl及过量 ,所以试剂b为NaOH溶液。m(Fe 2 O 3 )="32" g,则n(Fe 2 O 3 )="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%。
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