(1)纳米材料一直是人们研究的重要课题,例如纳米级Fe粉表面积大,具有超强的磁*,高效催化*等优良的*质。实验...
问题详情:
(1)纳米材料一直是人们研究的重要课题,例如纳米级Fe粉表面积大,具有超强的磁*,高效催化*等优良的*质。实验室采用气相还原法制备纳米级Fe,其流程如图所示:
① 纳米级Fe和稀盐*反应的化学方程式为______________。
② 纳米级Fe粉在空气中易自燃成黑*固体,但是生活中的铁丝或铁粉在空气中加热也不能燃烧,其原因是_____________________。
③ 如何将FeC12·nH2O固体加热脱水制得无水FeCl2? ___________。
(2)查阅资料:在不同温度下,纳米级Fe粉与水蒸气反应的固体产物不同:温度低于570℃ 时生成FeO,高于570℃时生成Fe3O4。*同学用如图*装置所示进行纳米级Fe粉与水蒸气反应的实验。
① 该装置中纳米级Fe粉与水蒸气反应的化学方程式是__________。
乙同学用图乙所示的装置进行纳米级Fe粉与水蒸气的反应并验*产物:
② 装置C的作用是________________。
③ 乙同学为探究实验结束后试管内的固体物质成分,进行了下列实验:
实验步骤 | 实验*作 | 实验现象 |
I | 将反应后得到的黑*粉末X(假定为均匀的),取出少量放入另一试管中,加入少量盐*,微热 | 黑*粉末逐渐溶解,溶液呈浅绿*;有少量气泡产生 |
II | 向实验I 得到的溶液中滴加几滴KSCN溶液,振荡 | 溶液没有出现血红* |
乙同学认为该条件下反应的固体产物为FeO。*同学认为该结论不正确,他的理由是___________(用离子方程式表示)。
④ 丁同学称取2.80gFe粉,用乙装置反应一段时间后,停止加热。将试管内的固体物质在干燥器中冷却后,称得质量为3.44g。然后将冷却后的固体物质与足量FeCl3溶液充分反应,消耗FeCl30.04mol。丁同学实验的固体产物为_________。
【回答】
【*】 (1). Fe+2HCl=FeCl2+H2↑ (2). 纳米级Fe粉与气体接触面积大,反应速率快 (3). 在干燥的HCl气流中加热 (4). Fe+H2O(g) FeO+H2 (5). 制取水蒸气 (6). 2Fe3++Fe===3Fe2+ (7). Fe3O4
【解析】(1)① 纳米级Fe与普通铁粉,微粒组成一样,就是铁与盐*的反应,Fe+2HCl=FeCl2+H2↑,② 依据燃烧条件及影响因素分析,纳米级Fe粉在空气中易自燃成黑*固是因为纳米级Fe粉与气体接触面积大,反应速率快。③因亚铁离子易被氧化及水解,所以,FeC12·nH2O固体加热脱水制得无水FeCl2应干燥的HCl气流中加热。
(2)①在不同温度下,纳米级Fe粉与水蒸气反应的固体产物不同:温度低于570℃ 时生成FeO,高于570℃时生成Fe3O4。*同学用如图*装置酒精灯加热温低于570℃,则化学方程式是:Fe+H2O(g) FeO+H2, ②为纳米级Fe粉与水蒸气发生反应提供水蒸气,③黑*粉末逐渐溶解,溶液呈浅绿*;有少量气泡产生,说明原固体中存在铁粉,铁粉也能将三价铁还原为亚铁,再滴加几滴KSCN溶液,溶液也会没有出现血红*,2Fe3++Fe===3Fe2+。④冷却后的固体物质与足量FeCl 3 溶液充分反应,消耗0.08molFeCl 3 ,说明Fe过量,根据2Fe 3+ +Fe=3Fe 2+ ,过量的Fe为:1/2×0.04mol=0.02mol,则生成物中含Fe元素为:2.80g÷56g/mol—0.02mol=0.03mol,生成物含O元素为:(3.44g—2.80g)÷16g/mol=0.04mol,所以生成物中Fe元素与O元素的物质的量之比为:0.03mol:0.04mol=3:4,所以生成物为Fe 3 O 4 。
知识点:金属元素的单质及其化合物
题型:综合题