Question

【題目】在常溫下，鐵與水并不起反應，但在高溫下，鐵與水蒸氣可發生反應。 應用下列裝置，在硬質玻璃管中放入還原鐵粉和石棉絨的混合物，加熱，并通入水蒸氣，就可以完成高溫下“鐵與水蒸氣的反應實驗”。

請回答該實驗中的問題。

（1）寫出該反應的反應方程式：__________________________________；并指明該氧化還原反應的還原劑是____________，氧化劑是______________。

（2）實驗前必須對整套裝置進行氣密性檢查，操作方法是_______________________________。

（3）圓底燒瓶中盛裝有水，該裝置受熱后的主要作用是____________________________；燒瓶底部放置了幾片碎瓷片，碎瓷片的作用是__________________。

（4）酒精燈和酒精噴燈點燃的順序是__________________________________，為什么？___________________________________________________________________。

（5）干燥管中盛裝的物質是________________________，作用是_______________________。

（6）試管中收集的氣體是__________，如果要在A處玻璃管處點燃該氣體，則必須對該氣體進行____________________，方法是________________________________。這一操作的目的是________________________________。

Answer 1

【答案】（15分）（1）3Fe＋4H2O(g)Fe3O4+4H2；Fe；H2O；

（2）將A處導管插入水中，用手捂燒瓶，導管口有氣泡，冷卻后形成一段水柱，則說明氣密性好。

（3）產生水蒸氣；防止暴沸；鐵粉的載體，增大鐵粉和水蒸氣的接觸面；

（4）先點燃酒精燈；防止鐵與氧氣反應；

（5）堿石灰；吸收氫氣中的水蒸氣；

（6）H2；驗純；取下試管，用大拇指堵住管口，移近酒精燈的火焰，松開拇指，若聽到一聲尖銳的爆鳴聲，則收集的氫氣不純，若聽到“噗”的一聲，則說明氫氣純凈；防止點燃時因氫氣不純而爆炸。

【解析】

試題（1）鐵與水蒸氣在高溫下發生反應產生四氧化三鐵和氫氣，反應的化學方程式是：3Fe＋4H2O(g)Fe3O4+4H2；在該反應中，鐵失去電子，被氧化，作還原劑，水中的氫元素獲得電子，被還原，作氧化劑；（2）實驗前必須對整套裝置進行氣密性檢查，操作方法是將A處導管插入水中，用手捂燒瓶，導管口有氣泡，冷卻后形成一段水柱，則說明氣密性好；（3）圓底燒瓶中盛裝的水，該裝置受熱后的主要作用是產生水蒸氣，為鐵與水蒸氣反應提供反應物；燒瓶底部放置了幾片碎瓷片，碎瓷片的作用是防止暴沸；（4）酒精燈和酒精噴燈點燃的順序是先點燃酒精燈，待裝置中充滿水蒸氣后再點燃酒精噴燈，目的是防止鐵與氧氣反應；（5）干燥管中盛裝是的物質是堿石灰，作用是吸收氫氣中的水蒸氣；（6）試管中收集氣體是氫氣；由于氫氣是可燃性的氣體，因此在點燃之前必須進行驗純處理，方法是取下試管，用大拇指堵住管口，移近酒精燈的火焰，松開拇指，若聽到一聲尖銳的爆鳴聲，則收集的氫氣不純，若聽到“噗”的一聲，則說明氫氣純凈；這一操作的目的是防止點燃時因氫氣不純而爆炸。