Question

【題目】已知Fe3O4是一種復雜的化合物，其化學式可改寫為FeO·Fe2O3。對于Fe與水蒸氣反應后的黑色物質，有三個學習小組提出了三種不同的猜想，以下是小組同學進行的實驗猜想與探究，請你根據小組的思路與提示完成相關空白。

實驗之前查閱資料得知Fe3+的鹽溶液遇到KSCN溶液時，溶液變成紅色，而Fe2+遇KSCN溶液無明顯變化。

[猜想]甲組：黑色物質是FeO

乙組:黑色物質是Fe3O4

丙組:____________；

[實驗探究]

（1）丙組認為一種簡單定性的方法即可判斷甲組的正誤:取生成的黑色物質少許于燒杯中，加稀鹽酸使其完全溶解，再加________溶液以檢驗Fe3+，觀察到溶液有無出現________現象即可判斷。

（2）乙組認為可通過定量測定來確定生成的黑色物質的組成，以驗證該組猜想正確。取生成的黑色物質2.32 g溶解于適量稀鹽酸后，加入新制氯水，加入氯水后反應的離子方程式為__________，再加入足量NaOH溶液后，過濾、洗滌、烘干、灼燒、稱量，若稱得固體質量為________，即可判斷乙組同學猜想正確。

Answer 1

【答案】黑色物質是FeO和Fe3O4的混合物 KSCN 紅色 2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl- 2.4 g

【解析】

Fe的氧化物有FeO、Fe2O3、Fe3O4，其中Fe2O3是紅棕色固體，FeO、Fe3O4是黑色物質；黑色物質若為純凈物，可能為FeO，也可能為Fe3O4，若是混合物，則為FeO和Fe3O4的混合物，據此分析。

Fe的氧化物有FeO、Fe2O3、Fe3O4，其中Fe2O3是紅棕色固體，FeO、Fe3O4是黑色物質；黑色物質若為純凈物，可能為FeO，也可能為Fe3O4，若是混合物，則為FeO和Fe3O4的混合物。

（1） Fe3+遇SCN-溶液變為紅色，所以向溶液中加入KSCN溶液，若觀察到溶液無紅色現象出現，即可判斷無Fe3+，即原黑色物質為FeO；

（2）金屬氧化物溶于鹽酸后，向該溶液中通入Cl2，由于氯氣有氧化性，會與溶液中的Fe2+發生氧化還原反應：2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-；向反應后的溶液中加入足量的NaOH溶液，發生沉淀反應：Fe3++3OH-=Fe(OH)3↓，將沉淀過濾、洗滌、烘干、灼燒，發生分解反應：2Fe(OH)3Fe2O3+3H2O。若乙組同學猜想正確，則2.32 g全為Fe3O4，其物質的量為n(Fe3O4)==0.01 mol，根據鐵元素守恒,可得n(Fe2O3)==0.015 mol，稱得固體質量為m(Fe2O3)=0.015 mol×160 g·mol-1=2.4g。