16.已知Fe2O3与H2反应会因温度不同而可能生成Fe3O4。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。为探究X的组成,他们进行了如下实验。(1)甲同学认为黑色粉末能被磁铁吸附,因此X是铁。你________ (填“同意”或“不同意”)他的结论,原因是___________________________________________。
(2)乙同学:先将少量黑色粉末X放入装有足量硫酸铜溶液烧杯中,振荡,固体部分溶解,有极少量红色物质析出,过滤;然后向滤渣加入盐酸,滴加几滴KSCN溶液,溶液出现血红色。通过现象分析,丙同学得出X的组成是Fe和Fe3O4。
①滴加KSCN溶液的目的是: ____________________________。
②若在粉末X直接加入盐酸、KSCN溶液,溶液不出现血红色。不出现血红色的原因是(用离子方程式表示)___________ ________________。
(3)丁同学的实验方案:
―→
①操作Z是____________________________。
②通过以上数据,得出2.88 g黑色粉末X中各成分的物质的量为________。
解析:(1)因为Fe3O4具有磁性,也能被磁铁吸引,故该方案不合理。
(2)①加入KSCN的目的为检验Fe3+的存在,从而确认Fe3O4的存在。
②若直接加入盐酸,因发生Fe+2Fe3+===3Fe2+会使Fe3+转化为Fe2+,不能检验Fe3+的存在。
(3)①加入氨水后生成Fe(OH)3沉淀,过滤、洗涤干燥后再称量。
②设n(Fe)=x mol,n(Fe3O4)=y mol
则
解之得x=0.01 y=0.01
即n(Fe)=0.01 mol n(Fe3O4)=0.01 mol
答案:(1)不同意 Fe3O4也能被磁铁吸附,故不能由此确定X就是铁单质
(2)①检验是否存在Fe3+,确认Fe3O4的存在
②Fe+2Fe3+===3Fe2+
(3)①过滤、洗涤
②n(Fe3O4)=0.01 mol,n(Fe)=0.01 mol
17.将c mol的Fe投入含a mol FeCl3和b mol CuCl2的溶液中,由于投入Fe的量不同,剩余固体和溶液中离子也随之变化,可分为以下情况,请完成下表。
加Fe的物质的量 剩余固体 溶液中阳离子 ①c<________ 无 Fe3+、________ ②c=________ 无 Cu2+、Fe2+ ③______________ 解析:由于氧化性Fe3+>Cu2+,所以Fe先与Fe3+反应,Fe3+反应完后,Fe再与Cu2+反应。
①溶液中有Fe3+,则仍有Cu2+,生成Fe2+,Fe无剩余,则c<。
②当c=时,Fe恰好与Fe3+反应完,溶液中有Cu2+、Fe2+。
③当+b时,Fe过量,Fe3+、Cu2+都反应完全,阳离子只有Fe2+,固体为Fe和Cu。
答案:n(Fe) 剩余固体 溶液中阳离子 ①c< Fe3+、Fe2+、Cu2+ ②c= ③+b Fe、Cu Fe2+