已知Fe2O3与H2反应会因温度不同而可能生成Fe3O4．兴趣小组在用H2还原Fe2O3的实验中，用磁铁吸出生成的黑

Question

已知Fe2O3与H2反应会因温度不同而可能生成Fe3O4．兴趣小组在用H2还原Fe2O3的实验中，用磁铁吸出生成的黑色粉末X．为探究X的组成，他们进行了如下实验．（1）甲同学认为黑色粉末能被磁铁吸附，因此X是铁．但乙同学不同意他的结论，原因是______．（2）乙同学：先将少量黑色粉末X放入装有足量硫酸铜溶液烧杯中，振荡，固体部分溶解，有极少量红色物质析出，过滤；然后向滤渣加入盐酸，滴加几滴KSCN溶液，溶液出现血红色．通过现象分析，丙同学得出X的组成是Fe和Fe3O4．①滴加KSCN溶液的目的是：______②若在粉末X直接加入盐酸、KSCN溶液，溶液不出现血红色．不出现血红色的原因是（用离子方程式表示）______．（3）丁同学的实验方案：①操作Z是______．②通过以上数据，得出2.88g黑色粉末X中各成分的物质的量为______．

Answer 1

（1）黑色粉末能被磁铁吸附，Fe、Fe₃O₄能被磁铁吸附，故不能由此确定X就是铁单质，故答案为：Fe₃O₄能被磁铁吸附；
（2）①滴加几滴KSCN溶液，溶液出现血红色，可以证明存在Fe³⁺，进而证明黑色固体中含有四氧化三铁，确认Fe₃O₄的存在，故答案为：检验是否存在Fe³⁺，确认Fe₃O₄的存在；
 ②X的组成是Fe和Fe₃O₄，向其中加入盐酸，Fe₃O₄溶于其中得到氯化铁溶液会和金属铁之间反应得到氯化亚铁，即Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺，不会使KSCN变色，
故答案为：Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺；
（3）①流程是黑色粉末加入过量盐酸溶解后，加入足量氨水沉淀离子，加入足量氢氧化钠保证碱性环境下离子全部沉淀，操作Ⅱ是过滤、洗涤得到沉淀，故答案为：过滤、洗涤；
②流Fe+Fe₃O₄

足量盐酸

FeCl₂、FeCl₃

足量氨水、氢氧化钠

Fe（OH）₂ Fe（OH）₃

灼烧恒重

Fe₂O₃；依据反应过程中铁元素守恒，3.2gFe₂O₃物质的量=

3.2g

160g/mol

=0.02mol；设铁物质的量为X，四氧化三铁物质的量为Y，得到：56X+232Y=2.88，X+3Y=0.02×2，解方程得到X=0.01mol；Y=0.01mol；
即n（Fe₃O₄）=0.01mol；n（Fe）=0.01mol．
故答案为：n（Fe₃O₄）=0.01mol、n（Fe）=0.01mol．