按如右图所示装置进行铁和水蒸气反应的实验。
18.铁粉与水蒸气反应的化学方程式是： ；
19.为检验生成的气体产物，需从下图选择必要的装置，其正确的连接顺序为(用接口字母表示)a— ，描述能验证气体产物的实验现象 ；
20.停止反应，待装置冷却后，取出反应过的铁粉混合物，加入过量的稀硫酸充分反应，过滤。简述检验所得滤液中Fe3＋的操作方法： ；
21.经检验上述滤液中不含Fe3＋，这不能说明铁粉与水蒸气反应所得产物中不含＋3价的铁。原因是（用离子方程式说明）： ；
22.某同学利用上述滤液制取白色的Fe（OH）2沉淀，向滤液中加入NaOH溶液后，观察到生成的白色沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色。
①沉淀由白色变为红褐色的化学方程式是： ；
②为了得到白色的Fe（OH）2沉淀，并尽可能使沉淀长时间保持白色，有同学设计如下图所示的装置：通电后，溶液中产生大量的白色沉淀，且较长时间不变色。下列说法中正确的是________(填序号)。
A．电源中的a为正极，b为负极
B．可以用NaCl溶液作为电解液
C．A、B两端都必须用铁作电极
D．阴极发生的反应是2H＋＋2e－===H2↑
考察知识点
- 计量仪器及使用方法
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正确答案
Fe+4H2O(g) Fe3O4+4H2
解析
铁粉与水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气。
考查方向
本题主要考查了铁与水蒸气反应实验探究、铁离子检验、氢氧化亚铁制备以及电化学的应用。
解题思路
在高温下，铁粉和水蒸气反应，产物有四氧化三铁和氢气。
正确答案
a—f—g—b—c—h或a—f—g—c—b—h。黑色的氧化铜变成红色,白色的无水CuSO4变成蓝色
解析
用A盛放铁粉，用B制取水蒸气，铁和水蒸气反应后有部分水蒸气剩余，所以a出来的气体通过浓硫酸进行干燥，洗气瓶中的导气管应该是长进短出，所以a连接f，f连接g，干燥后的氢气进入C装置，可以从b进入，也可以从c进入，所以g可以连接b或c，氧化铜和氢气反应有水蒸气生成，水能使无水硫酸铜变蓝，所以c或b连接h，因此其排序为：afgbch 或afgcbh，当看到无水硫酸铜变蓝，黑色的氧化铜变成红色,则生成的气体是氢气。
考查方向
解题思路
生成的气体产物为氢气，氢气与氧化铜反应生成水，氢气与氧化铜反应之前要干燥，根据氧化铜、无水硫酸铜颜色变化可以验证；
易错点
装置的连接顺序一般是发生装置→除杂→干燥→性质实验→尾气处理
正确答案
滴加KSCN溶液，溶液变红色
解析
Fe3＋的检验用KSCN，即滴加KSCN溶液，溶液变红色
考查方向
本题主要考查了铁与水蒸气反应实验探究、铁离子检验、氢氧化亚铁制备以及电化学的应用。
解题思路
检验滤液中是否含有Fe3+的简单方法是滴入几滴KSCN溶液，观察溶液是否变红色；
正确答案
2Fe3++Fe=2Fe2+
解析
固体产物含有四氧化三铁和未反应的铁，四氧化三铁和铁都与盐酸反应生成盐，而且铁与铁离子反应生成Fe2+导致滤液中检验不出Fe3＋
考查方向
解题思路
反应生成四氧化三铁可以与稀硫酸发生反应Fe3O4+8H+=Fe2++2Fe3++4H2O，若铁粉过量，还可以和铁离子反应生成亚铁离子，所以滤液中可能含有铁离子，也可能不含有铁离子；
正确答案
①4Fe（OH）2+O2+2H2O═4Fe（OH）
解析
①Fe（OH）2被空气中的氧气氧化为氢氧化铁
②欲溶液中产生大量的白色沉淀，且较长时间不变色，即利用生成的氢气从上到下排除溶液中的氧气，即B端是阴极，b是负极，阴极材料可以是铁也可以是其它能导电的材料，阴极方程式为：2H++2e-=H2↑，因为氢离子放电破坏水的电离平衡，使氢氧根离子浓度增大，与亚铁离子结合成Fe（OH）2沉淀，金属Fe作阳极，阳极方程式为：Fe-2e-=Fe2+。因此选ABD。
考查方向
本题主要考查了铁与水蒸气反应实验探究、铁离子检验、氢氧化亚铁制备以及电化学的应用。
解题思路
①氢氧化亚铁不稳定接触空气时很快被氧化为氢氧化铁；
②要较长时间观察到氢氧化亚铁的白色沉淀，关键是怎样降低反应体系中氧气的量，利用生成的氢气赶净装置中的氧气，氢气应在B电极产生；
易错点
欲溶液中产生大量的白色沉淀，且较长时间不变色，即利用生成的氢气从上到下排除溶液中的氧气。