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納米級α-Fe粉末具有超強的特性技術指標，是高密度磁記錄介質、高效催化劑和微波吸收劑的理想原料。實驗采用氣相還原劑法制α-Fe納米粉末。原料是高純度?N2(99.99%)、高純度H2(99.99%)、高純度FeCl2·nH2O(99.8%)。反應前先將粉料放入管狀反應器內進行脫水，真空干燥，然后高溫蒸發，同時通入載氣將原料送至高溫反應區。在反應區中，原料氣、還原氣及保護氣一并混合，α-Fe粒子瞬間成核。成核后的粒子由真空泵迅速抽出，隨載氣到達粒子收集器，從而得到均勻、高純、球狀、單相的α-Fe納米粒子。試回答下列問題：

(1)試寫出上述主要的反應化學方程式。

(2)若反應物不進行脫水干燥，則生成的鐵會發生哪些反應？(用化學方程式表示)

(3)若反應是在沒有還原性保護氣的空氣中進行的，+2價的鐵能否存在？將發生怎樣的反應？

解析:這是一道以高科技新材料——納米材料為背景，考查鐵及其化合物性質的理解應用，以及閱讀審題獲取解題信息的能力。解題的關鍵是推測FeCl2·nH2O在真空高溫蒸發后的產物為氧化亞鐵。通入氫氣將氧化亞鐵還原得到鐵(在本題給定的反應條件下，生成納米級α-Fe)。

答案:(1)FeCl2+2H2O====Fe(OH)2+2HCl

Fe(OH)2FeO+H2O

FeO+H2Fe+H2O

(2)3Fe+4H2O(g) Fe3O4+4H2

(3)不能  4Fe(OH)2+O2+2H2O====4Fe(OH)3  2Fe(OH)3Fe2O3+3H2O

練習冊系列答案
相關習題

科目：高中化學 來源： 題型：

新型材料納米α－Fe粉具有超強的磁性能，可用作高密度磁記錄的介質以及高效催化劑等。在不同溫度下，α—Fe粉與蒸氣反應的固體產物不同：溫度低于570℃時，生成FeO，高于570℃時，生成Fe3O4。

       （1）甲同學用下圖所示裝置進行α－Fe粉與水蒸氣的反應。

證明實驗中有氫氣產生的現象是                                            。

       （2）乙同學用下圖所示裝置進行α－Fe粉與水蒸氣的反應并驗證產物。

①試管a中的物質是                   。

②乙同學為探究實驗結束后試管內的固體物質成分，進行了下列實驗：

實驗步驟

實驗操作

實驗現象

Ⅰ

將反應后得到黑色粉末X（假定為均勻的），取出少量放入另一試管中，加入少量鹽酸，微熱

黑色粉末逐漸溶解，溶液呈淺綠色；有少量氣泡產生

Ⅱ

向實驗I中得到的溶液滴加幾滴KSCN溶液，振蕩

溶液沒有出現紅色

    實驗現象不能確定是否存在Fe3O4，主要原因是                                 

    （用離子方程式表示）

       ③乙同學稱取5.60gFe粉，用上圖裝置反應一段時候后，停止加熱。將試管內的固體物質在干燥器中冷卻后，稱得質量為6.88g。然后將冷卻后的固體物質與足量FeCl3溶液充分反應，測定消耗FeCl3的物質的量，最終確定產物的成分。若此裝置中Fe粉與水蒸氣反應的產物為Fe3O4，則消耗FeCl3的物質的量應為               mol。

 

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科目：高中化學 來源：2010年湖北省監利縣一中2011屆高三八月月考化學試題 題型：實驗題

新型材料納米α－Fe粉具有超強的磁性能，可用作高密度磁記錄的介質以及高效催化劑等。在不同溫度下，α—Fe粉與蒸氣反應的固體產物不同：溫度低于570℃時，生成FeO，高于570℃時，生成Fe3O4。
（1）甲同學用下圖所示裝置進行α－Fe粉與水蒸氣的反應。

證明實驗中有氫氣產生的現象是                                            。
（2）乙同學用下圖所示裝置進行α－Fe粉與水蒸氣的反應并驗證產物。

①試管a中的物質是                   。
②乙同學為探究實驗結束后試管內的固體物質成分，進行了下列實驗：

實驗步驟
實驗操作
實驗現象
Ⅰ
將反應后得到黑色粉末X（假定為均勻的），取出少量放入另一試管中，加入少量鹽酸，微熱
黑色粉末逐漸溶解，溶液呈淺綠色；有少量氣泡產生
Ⅱ
向實驗I中得到的溶液滴加幾滴KSCN溶液，振蕩
溶液沒有出現紅色
   實驗現象不能確定是否存在Fe3O4，主要原因是                                
（用離子方程式表示）
③乙同學稱取5.60gFe粉，用上圖裝置反應一段時候后，停止加熱。將試管內的固體物質在干燥器中冷卻后，稱得質量為6.88g。然后將冷卻后的固體物質與足量FeCl3溶液充分反應，測定消耗FeCl3的物質的量，最終確定產物的成分。若此裝置中Fe粉與水蒸氣反應的產物為Fe3O4，則消耗FeCl3的物質的量應為               mol。

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科目：高中化學 來源：2013-2014學年山東省泰安市高三第一輪復習質量檢測化學試卷（解析版） 題型：填空題

新型材料納米級Fe粉具有超強的磁性，能用作高密度磁記錄的介質以及高效? 催化劑等。

I．實驗室采用氣相還原法制備納米級Fe,其流程如下：

（1）固體加熱脫水通常要通入????????????????????????????????????? 。

（2）生成納米級Fe的化學方程式為????????????????????????????????????????????? 。

Ⅱ．在不同溫度下，納米級Fe粉與水蒸氣反應的固體產物不同：溫度低于570℃時生成FeO，高于570℃時生成。甲同學用下圖所示裝置進行納米級Fe粉與水蒸氣的反應并驗證固體產物。

（3）B中收集到的氣體是?????????????? (填名稱)，C裝置的作用是????????? 。

（4）乙同學為探究實驗結束后試管內的固體物質成分，進行了下列實驗：

乙同學認為該條件下反應的固體產物為FeO。丙同學認為該結論不正確，他的理由是????????????????? (用離子方程式表示)。

（5）丁同學稱取5．60gFe粉，反應一段時間后，停止加熱。將試管內的固體物質在干燥器中冷卻后，稱得質量為6．88g。然后將冷卻后的固體物質與足量FeCl3溶液充分反應，消耗0．08molFeCl3。丁同學實驗的固體產物為??????????????????????? 。

 

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科目：高中化學 來源：2010年湖北省2010-2011學年高三八月月考化學試題 題型：實驗題

新型材料納米α－Fe粉具有超強的磁性能，可用作高密度磁記錄的介質以及高效催化劑等。在不同溫度下，α—Fe粉與蒸氣反應的固體產物不同：溫度低于570℃時，生成FeO，高于570℃時，生成Fe3O4。

       （1）甲同學用下圖所示裝置進行α－Fe粉與水蒸氣的反應。

證明實驗中有氫氣產生的現象是                                             。

       （2）乙同學用下圖所示裝置進行α－Fe粉與水蒸氣的反應并驗證產物。

①試管a中的物質是                    。

②乙同學為探究實驗結束后試管內的固體物質成分，進行了下列實驗：

實驗步驟

實驗操作

實驗現象

Ⅰ

將反應后得到黑色粉末X（假定為均勻的），取出少量放入另一試管中，加入少量鹽酸，微熱

黑色粉末逐漸溶解，溶液呈淺綠色；有少量氣泡產生

Ⅱ

向實驗I中得到的溶液滴加幾滴KSCN溶液，振蕩

溶液沒有出現紅色

    實驗現象不能確定是否存在Fe3O4，主要原因是                                 

    （用離子方程式表示）

       ③乙同學稱取5.60gFe粉，用上圖裝置反應一段時候后，停止加熱。將試管內的固體物質在干燥器中冷卻后，稱得質量為6.88g。然后將冷卻后的固體物質與足量FeCl3溶液充分反應，測定消耗FeCl3的物質的量，最終確定產物的成分。若此裝置中Fe粉與水蒸氣反應的產物為Fe3O4，則消耗FeCl3的物質的量應為                mol。

 

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