问题标题:
(2009•芜湖模拟)铁不能与冷、热水反应,但能与水蒸气反应.中学教材中用下图所示实验装置,完成还原铁粉与水蒸气反应的演示实验.资料显示,在不同温度下,还原铁粉与水蒸气反应
问题描述:

(2009•芜湖模拟)铁不能与冷、热水反应,但能与水蒸气反应.中学教材中用下图所示实验装置,完成还原铁粉与水蒸气反应的演示实验.

资料显示,在不同温度下,还原铁粉与水蒸气反应的产物是不同的,温度低于570℃时,生成FeO;高于570℃时,生成Fe3O4.

(1)实验中使用肥皂液的作用是______.

(2)甲同学对实验后试管内的黑色固体X含有哪些物质进行了探究.

提出假设:①所得固体是FeO

②所得固体是Fe3O4

③所得固体是______.

实验探究:

实验编号实验操作实验现象
取少量黑色粉末X放入试管1中,加入盐酸,微热.黑色粉末逐渐溶解,有少量气泡产生.
取试管1反应后的溶液少许,滴加几滴KSCN溶液,振荡.溶液没有出现血红色.
取试管1反应后的溶液少许,滴加几滴酸性KMnO4溶液,振荡高锰酸钾溶液褪色
问题讨论:经小组讨论后认为甲的方案不完善.根据实验事实,能确定固体X中存在的物质是______,但不能确定X的成分,原因是______.

(3)乙同学设计下列实验方案以确定实验后试管内的固体是否存在Fe3O4.

①溶液X中发生氧化还原反应的离子方程式为2Fe2++2H++H2O2=2Fe3++2H2O

2Fe2++2H++H2O2=2Fe3++2H2O

②操作a包括过滤和洗涤,检验沉淀是否已经洗涤干净的操作是______;

③如果取固体样品m1克,反应后得到红棕色固体m2克,则m1与m2之比最少应大于______时,才能确定固体样品中一定存在Fe3O4.

石运伟回答:
  (1)使用肥皂液的作用是检验反应中生成的H2,反应一段时间后,有肥皂泡吹起时,用点燃的火柴靠近肥皂泡,当听到爆鸣声时,说明“铁与水蒸气”能够进行反应,故答案为:检验反应中生成的H2;   (2)可能是FeO、Fe3O4的混合物;加入盐酸有少量气泡产生,说明有单质铁,不能确定是否含有Fe3O4或FeO,如果混合物中存在Fe3O4,溶于盐酸生成的Fe3+与Fe反应生成了Fe2+;且溶液中的Fe2+也有可能是Fe与Fe3+反应的产物,   故答案为:FeO、Fe3O4的混合物;Fe;不能确定是否含有Fe3O4或FeO,如果混合物中存在Fe3O4,溶于盐酸生成的Fe3+与Fe反应生成了Fe2+;且溶液中的Fe2+也有可能是Fe与Fe3+反应的产物;   (3)①双氧水可将二价铁离子氧化为三价铁离子,离子方程式:2Fe
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