■王曉波 馮 杰

鐵及其化合物是高考中的重點(diǎn)和難點(diǎn),現(xiàn)通過(guò)實(shí)驗(yàn)對(duì)其特性和相關(guān)計(jì)算進(jìn)行剖析。

實(shí)驗(yàn):某同學(xué)利用圖1 所示的裝置進(jìn)行鐵與水蒸氣反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)探究。通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的定性分析與定量計(jì)算,確定反應(yīng)后硬質(zhì)玻璃管中固體物質(zhì)的成分及各組分的質(zhì)量。

①待硬質(zhì)玻璃管冷卻后,取少許其中的固體物質(zhì)溶于稀硫酸中,得到溶液B。

②取少量溶液B 于試管中,滴加KSCN溶液,若溶液變紅色則說(shuō)明硬質(zhì)玻璃管中固體物質(zhì)的成分是(只有一個(gè)選項(xiàng)符合題意)____,若溶液未變紅色則說(shuō)明硬質(zhì)玻璃管中固體物質(zhì)的成分是(只有一個(gè)選項(xiàng)符合題意)

____。

在硬質(zhì)玻璃管中放入還原鐵粉和石棉絨的混合物,通入水蒸氣并加熱,就可以完成高溫下“Fe與水蒸氣反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)探究”(石棉絨是耐高溫材料,不與水反應(yīng))。反應(yīng)一段時(shí)間后,當(dāng)有肥皂泡吹起時(shí),用點(diǎn)燃的火柴靠近肥皂泡,會(huì)有肥皂泡爆破,并有爆鳴聲,說(shuō)明“鐵與水蒸氣”能夠進(jìn)行反應(yīng)。依據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和元素及其化合物知識(shí),確定鐵與水蒸氣反應(yīng)的產(chǎn)物及對(duì)應(yīng)的化學(xué)方程式。

(1)某同學(xué)欲確定反應(yīng)一段時(shí)間后硬質(zhì)玻璃管中固體物質(zhì)的成分,為進(jìn)行定性分析設(shè)計(jì)了如下驗(yàn)證方案:

A.一定有Fe3O4,可能有Fe

B.一定有Fe3O4和Fe

C.只有Fe3O4

(2)為了進(jìn)一步驗(yàn)證反應(yīng)后硬質(zhì)玻璃管中固體物質(zhì)的組成,提出如下假設(shè):

假設(shè)1:只有Fe。

假設(shè)2:只有_____(填寫(xiě)化學(xué)式)。

假設(shè)3:既有Fe也有Fe3O4。

為了進(jìn)一步驗(yàn)證反應(yīng)后硬質(zhì)玻璃管中固體物質(zhì)的成分,該同學(xué)進(jìn)行了定量研究。稱量反應(yīng)前后固體物質(zhì)的質(zhì)量,反應(yīng)前固體物質(zhì)的質(zhì)量為5.6g,反應(yīng)后固體物質(zhì)的質(zhì)量為6.6g,根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析,計(jì)算反應(yīng)后硬質(zhì)玻璃管中固體物質(zhì)的組成及質(zhì)量分別為_(kāi)____、____(填寫(xiě)化學(xué)式和對(duì)應(yīng)物質(zhì)的質(zhì)量)。

(1)將少許固體物質(zhì)溶解在

稀硫酸溶液中,滴加KSCN 溶液,若溶液變紅,說(shuō)明溶液中一定存在Fe3+,若溶液未變紅色則說(shuō)明溶液中沒(méi)有Fe3+。Fe3O4與稀硫酸反應(yīng),其產(chǎn)物既有Fe3+也有Fe2+,倘若存有Fe,Fe3+會(huì)與Fe發(fā)生氧化還原反應(yīng):Fe+2Fe3+3Fe2+。如果Fe不能把溶液中所有的Fe3+還原為Fe2+,溶液中剩余的Fe3+遇到SCN-發(fā)生絡(luò)合反應(yīng)生成Fe(SCN)3絡(luò)合物,使溶液呈現(xiàn)紅色;如果Fe能把溶液中所有的Fe3+還原為Fe2+,溶液中不再存在Fe3+,即使滴加KSCN 溶液,溶液也不會(huì)變紅色。進(jìn)而確定Fe與水蒸氣反應(yīng)為3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2。

(2)這類題型命題者均以三種假設(shè)出現(xiàn),給定兩種假設(shè),讓考生填寫(xiě)另外一種假設(shè)。但接下來(lái)的定量分析和計(jì)算卻讓考生難以應(yīng)對(duì),現(xiàn)就這類題型用以下三種方法進(jìn)行闡釋和解析。

答案:(1)A B

(2)只有Fe3O4Fe3O43.625g Fe2.975g

實(shí)驗(yàn)分析和假設(shè)例證類題型是高考中的高頻考點(diǎn)。運(yùn)用一題多解的做法,不僅能熟練掌握基礎(chǔ)知識(shí),而且還能拓寬思維和解題方法,增強(qiáng)答題技巧與思考能力,在學(xué)會(huì)的基礎(chǔ)上加深理解記憶,最終達(dá)到靈活運(yùn)用。特別是實(shí)驗(yàn)綜合類題目的探究性問(wèn)題,在推斷出其成分的前提下進(jìn)一步確定各個(gè)組分的具體數(shù)值和比例會(huì)讓問(wèn)題更加清晰透徹,更有助于培養(yǎng)同學(xué)們的深度學(xué)習(xí)和思考習(xí)慣,形成良好的思考力和學(xué)習(xí)力。在知識(shí)積累、能力提升和素質(zhì)養(yǎng)成的過(guò)程中,逐步培植正確的核心價(jià)值觀。