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在不同温度下,纳米级Fe粉与水蒸气反应的固体产物不同,温度低于570℃时生成FeO,高于570℃时生成Fe3O4。甲、乙两位同学分别用图示装置进行纳米级Fe粉与水蒸气反应的实验并验证产物。

(1)甲装置中纳米级Fe粉与水蒸气反应的化学方程式是
Fe+H2O(g)
高温
FeO+H2
Fe+H2O(g)
高温
FeO+H2

(2)甲装置中仪器a的名称为
蒸发皿
蒸发皿

乙装置中排水集气法收集到的气体主要是:
氢气
氢气

乙同学为探究实验结束后试管内的固体物质成分,进行了下列实验:
实验步骤 实验操作 实验现象
将反应后得到的黑色粉末X(假定为均匀的),取出少量放入另一试管中,加入少量盐酸,微热 黑色粉末逐渐溶解,溶液呈浅绿色;有少量气泡产生
向实验I 得到的溶液中滴加几滴KSCN溶液,振荡 溶液没有出现血红色
(3)根据以上实验,乙同学认为该条件下反应的固体产物为FeO。丙同学认为乙同学的结论不正确,他的理由是
如铁粉过量,则不能生成Fe3+
如铁粉过量,则不能生成Fe3+

(4)乙同学想进一步测定实验Ⅰ所得溶液中Fe2+的含量:
步骤1:将试管中的溶液准确稀释至250mL,取出10.00mL于锥形瓶中
步骤2:向锥形瓶中加入少量稀硫酸;
步骤3:用浓度为0.100mol/L的KMnO4溶液进行滴定
步骤4:记录数据,并重复上述操作2次。
测定原理为:5Fe2++1MnO4-+8H+→5Fe3++1Mn2++4H2O
①将溶液准确稀释至250mL,需要的玻璃仪器有:烧杯、
250mL容量瓶
250mL容量瓶
玻璃棒
玻璃棒
胶头滴管
胶头滴管

②步骤3滴定终点的现象为
滴入最后一滴酸性高锰酸钾溶液时,溶液变浅紫色,且半分钟内不褪色
滴入最后一滴酸性高锰酸钾溶液时,溶液变浅紫色,且半分钟内不褪色
。测得的实验数据记录如下:
滴定次数 待测溶液的体积(mL) 标准溶液的体积
初读数(mL) 末读数(mL)
1 10.00 0.00 14.90
2 10.00 1.00 16.10
3 10.00 1.00 14.50
③根据实验记录数据,经过分析,乙同学舍弃了第三次滴定的数值,分析她舍弃的原因是:
显著偏小,为错误数据
显著偏小,为错误数据
,标准溶液的体积消耗量为:
15.00
15.00
mL。
通过计算可知:实验Ⅰ所得溶液中的Fe2+的物质的量为
0.188
0.188
mol。

【答案】Fe+H2O(g)
高温
FeO+H2;蒸发皿;氢气;如铁粉过量,则不能生成Fe3+;250mL容量瓶;玻璃棒;胶头滴管;滴入最后一滴酸性高锰酸钾溶液时,溶液变浅紫色,且半分钟内不褪色;显著偏小,为错误数据;15.00;0.188
【解答】
【点评】
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发布:2024/4/20 14:35:0组卷:9引用:1难度:0.6
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    (1)实验前如何检查该装置的气密性?
     

    (2)燃烧红磷的目的是
     

    (3)为证明气体产物为NO,步骤c后还缺少的一步主要操作是
     

    产物中铁元素价态探究:
    (4)提出合理假设:
    假设1:产物中只有+2价铁;假设2:
     

    假设3:产物中既有+2价铁,又有+3价铁.
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    ①检查装置气密性后,将过量的铁屑和一定量的浓硫酸放入烧瓶,塞紧橡皮塞,开始计时.t1时开始加热,在铁屑表面逐渐产生气泡,当有大量气泡产生时,控制反应温度基本不变.甲同学将收集到的气体体积与时间的关系粗略地表示为图2.
    在0~t1时间段,铁屑表面没有气泡生成,说明铁在浓硫酸中发生了
     

    t1~t2时间段,反应生成的气体是
     

    ②t2时,取少量反应液,先滴加少量新制饱和氯水,然后滴加KSCN溶液,呈现血红色.若再滴加过量新制氯水,却发现红色褪去.同学们对红色褪去的原因提出各自的假设.乙同学的假设是:溶液中的+3价铁被氧化为更高的价态.你的另一种假设是
     
    ;为了验证你的假设,请设计一种简便的实验方案
     

    (2)另一组同学对铁和稀硝酸的反应进行探究.他们用a mol Fe和含有b mol HNO3的稀硝酸进行实验,若HNO3只被还原成NO,且反应结束后溶液中含有Fe3+和Fe2+,则
    a
    b
    的取值范围是
     
    ;若反应结束后的溶液中n(Fe3+):n(Fe2+)=2:1,则
    a
    b
    的值为
     

    发布:2024/11/4 8:0:2组卷:57引用:5难度:0.1
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