作业帮老师用图1所示装置演示了铁在高温下与水蒸气反应的实验.肥皂液内的气体可以燃烧,试管内固体呈黑色.课后,某化学研究性学习小组的同学把该黑色固体粉碎后分成两份,并对该黑色固体的成
来源：学生作业帮助网 编辑：作业帮 时间：2024/05/04 09:03:19
老师用图1所示装置演示了铁在高温下与水蒸气反应的实验.肥皂液内的气体可以燃烧,试管内固体呈黑色.课后,某化学研究性学习小组的同学把该黑色固体粉碎后分成两份,并对该黑色固体的成
老师用图1所示装置演示了铁在高温下与水蒸气反应的实验.肥皂液内的气体可以燃烧,试管内固体呈黑色.课后,某化学研究性学习小组的同学把该黑色固体粉碎后分成两份,并对该黑色固体的成分进行了深入探究,请你参与探究并回答相关问题.(已知：Fe3O4+8HCl(浓)=△FeCl2+2FeCl3+4H2O)
图1图2
(1)甲同学向其中一份黑色固体中加入足量浓盐酸,微热,固体最终完全溶解,并有气泡产生.由此可知黑色固体中除含Fe3O4外,还含有另一种物质,该物质为___________(写出化学式).请你选择合适的试剂,再设计一个简单的实验方案,___________证明黑色固体中含有该物质.(可供选择的试剂有：氨水、氢氧化钠溶液、硫酸铜溶液、碳酸钠溶液)
(2)乙同学从另一份中取出ag黑色固体,在烧杯中用12mol／L浓盐酸溶解(微热),30min时固体全部溶解.图2粗略地表示了溶解过程中溶液里n(Fe2+)随时间的变化.①为保证固体全部溶解,加入的12mol／L的浓盐酸体积应大于___________mL(用含a的代数式表示).
②图2中,30min以后n(Fe2+)减小的可能原因是_______________________________________.
③若A点时的溶液滴入KSCN溶液后未出现血红色,则可推知原黑色固体中Fe3O4的物质的量为___________mol(用含a、b的代数式表示).
老师用图1所示装置演示了铁在高温下与水蒸气反应的实验.肥皂液内的气体可以燃烧,试管内固体呈黑色.课后,某化学研究性学习小组的同学把该黑色固体粉碎后分成两份,并对该黑色固体的成
答案：①125a/42
②Fe2+被空气中的氧气氧化
③(a-56b)/64
1. 设盐酸的物质的量为n,Fe3O4为x g,Fe为(a-x) g则
Fe3O4 + 8 HCl = 2 FeCl3 + FeCl2 + 4 H2O
x/232 n1
Fe + 2HCl = FeCl2 + H2
(a-x)/56 n2
n1=x/29
n2=(a-x)/28
n=n1 + n2= x/29 + (a-x)/28
两个极端,
如果x=a,即全是四氧化三铁,则
n=a/29
如果x=0,即全是铁,则
n=a/28
题目要求最少,那么取n=a/28,即消耗最多的以保证肯定可以把固体溶解.
V=n/c=a/28/12/1000=1000a/(12*28)=125a/42
2. 二价铁被空气中氧气氧化成为三价铁
3. A点时,滴入KSCN溶液后未出现血红色,说明溶液中全为Fe2+,
设Fe3O4的物质的量为x mol,则n(Fe3+)=2x mol,n(Fe2+)=x mol,n(Fe)=(a-232x)/56
最终所有铁元素转化为Fe2+,利用物料守恒,得
2x + x + (a-232x)/56 = b
求得 x = (a-56b)/64