已知Fe2O3与H2反应会因温度不同而可能生成Fe3O4。某兴趣小组在用H2还原Fe2O3的实验中,用磁铁吸出生成的黑色粉末X。为确定X的组成,他们进行了相关实验探究。
(1)甲同学认为黑色粉末X能被磁铁吸附,因此X是铁单质。但乙同学不同意他的观点,原因是Fe3O4也能被磁铁吸附Fe3O4也能被磁铁吸附。
(2)乙同学:先将少量黑色粉末K放入盛有足量硫酸铜溶液的烧杯中,搅拌,固体部分溶解,有红色物质析出,过滤;利用磁铁分离除去滤渣中的红色物质,然后向剩余滤渣中加入盐酸,滴加几滴KSCN溶液,溶液出现红色。通过分析现象,乙同学得出X的组成是Fe和Fe3O4。
①写出剩余滤渣与盐酸反应的离子方程式:Fe3O4+8H+=2Fe3++Fe2++4H2OFe3O4+8H+=2Fe3++Fe2++4H2O;滴加KSCN溶液的目的是检验溶液中是否存在Fe3+,确认黑色粉末中Fe3O4的存在检验溶液中是否存在Fe3+,确认黑色粉末中Fe3O4的存在。
②若在粉末X中直接加入盐酸、KSCN溶液,溶液不出现红色。则不出现红色的原因是Fe+2Fe3+=3Fe2+Fe+2Fe3+=3Fe2+。(用离子方程式表示)
(3)丙同学的实验方案如下:
288gX足量盐酸搅拌溶液Y足量H2O2,操作Z足量氨水沉淀灼烧3.2g红棕色固体
①加入H2O2时,发生反应的离子方程式为2Fe2++2H++2H2O2=2Fe3++2H2O2Fe2++2H++2H2O2=2Fe3++2H2O,操作Z是过滤过滤。
②通过以上数据,可得出2.88g黑色粉末X中各成分的物质的量为n(Fe3O4)=0.01mol、n(Fe)=0.01moln(Fe3O4)=0.01mol、n(Fe)=0.01mol。
足量盐酸
搅拌
足量
H
2
O
2
,
操作
Z
足量氨水
灼烧
【答案】Fe3O4也能被磁铁吸附;Fe3O4+8H+=2Fe3++Fe2++4H2O;检验溶液中是否存在Fe3+,确认黑色粉末中Fe3O4的存在;Fe+2Fe3+=3Fe2+;2Fe2++2H++2H2O2=2Fe3++2H2O;过滤;n(Fe3O4)=0.01mol、n(Fe)=0.01mol
【解答】
【点评】
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