解题思路:铁和水蒸气在高温条件下反应生成四氧化三铁和氢气,但也要考虑到可能会有反应不完全的铁粉,所以将所得固体溶于酸后加入硫氰化钾,不一定变红;氢氧化亚铁生成后,容易被氧气氧化为氢氧化铁;为了获得持久白色的Fe(OH)2沉淀,必须通过蒸馏水煮沸、排除装置中的空气等办法使得氢氧化亚铁生成在一个无氧的环境中.
(1)铁跟水蒸气在高温条件下发生反应:3Fe+4H2O(g)
高温
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Fe3O4 +4H2,故答案为:3Fe+4H2O(g)
高温
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Fe3O4 +4H2;
(2)反应后硬质试管中固体物质一定有Fe3O4,还可能有没反应完全的铁粉,取少许其中的固体物质溶于稀硫酸后,滴加KSCN溶液,若溶液变红色则说明硬质试管中固体物质的成分一定含Fe3O4;若溶液未变红色,是因为固体物质中既含Fe3O4又含Fe,溶于盐酸后发生反应Fe+2Fe3+═2Fe2+,导致Fe3+被还原,溶液才未变红色,
故答案为:Fe3O4;Fe3O4和Fe;
(3)结果溶液未变红色,原因是加入稀硫酸时发生反应:Fe+2Fe3+=3Fe2+,故答案为:Fe+2Fe3+=3Fe2+;
(4)溶液B中含Fe2+,滴入NaOH溶液后,发生反应:FeSO4+2NaOH=Fe(OH)2↓+Na2SO4,生成Fe(OH)2是白色沉淀.沉淀迅速变成灰绿色,最后变成红褐色,是典型的Fe(OH)2被氧化为Fe(OH)3的现象,反应的化学方程式为:4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3,
故答案为:FeSO4+2NaOH=Fe(OH)2↓+Na2SO4、4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3;
(5)一段时间后,两同学发现(3)中未变红的溶液变成红色,是因为空气中的氧气将Fe2+氧化为了Fe3+的原因,在此反应中Fe2+被氧化,体现还原性.为了防止Fe2+被氧化,加铁粉最好,发生反应:Fe+2Fe3+=3Fe2+,不引入新杂质,
故答案为:还原;氧化;铁粉;
(6)获得不含O2的蒸馏水的方法是煮沸,简单易操作;反应开始时,要打开止水夹,利用铁粉和稀硫酸反应产生的氢气排出试管A、B中的空气,使整个装置不含氧气.在对B试管的出气管排出的氢气验纯之后,关闭止水夹,由于产生的氢气无法排出,试管A中的压强将增大,最终将A试管中生成的FeSO4溶液压入NaOH溶液中,故Fe(OH)2在B试管生成,
故答案为:把蒸馏水煮沸;利用铁粉和稀硫酸反应产生的氢气排出试管A、B中的空气,防止Fe(OH)2被空气中氧气氧化;B.
点评:
本题考点: 铁及其化合物的性质实验;制取氢氧化铁、氢氧化亚铁.
考点点评: 本题综合考查了Fe3+和Fe2+ 的检验、Fe2+ 的还原性以及4Fe(OH)2的制备,综合性较强,但难度适中,是一道非常典型的题目.