Question

18．研究金屬與水的反應是研究金屬化學性質(zhì)的重要手段．較高溫度下鐵粉能與水蒸氣反應是鐵作為一種較活潑金屬的有力證據(jù)．某校科學興趣小組同學利用如圖所示裝置成功地完成了該實驗．在高溫下普通鐵粉與水蒸氣反應，生成鐵的氧化物（與鐵在氧氣中的燃燒產(chǎn)物相同）和氫氣，氫氣可以在裝置右端的支管處被點燃．根據(jù)以上信息回答：
（1）鐵粉與水蒸氣在高溫下反應的化學方程式為：3Fe+4H₂O$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Fe₃O₄+4H₂；其中還原劑為：鐵粉．
（2）同學們對本實驗成功的關鍵因素進行了分析：
①A處濕沙子的作用是提供水蒸汽；
②D處氣體通過水的目的是 使氫氣中混雜的水蒸汽遇冷液化，使氫氣更純凈易于點燃．
（3）同學們還探索了鐵粉用量與反應時間的關系，列表如下：（注：反應時間指加熱一分鐘后收集10毫升氣體所需時間）從表中可以看出：鐵粉用量與反應時間的關系是反應時間最短，反應速度最快．

鐵粉質(zhì)量/g	0.2	0.4	0.6	0.8
第一次反應時間/S	91	40	45	99
第二次反應時間/S	84	44	50	82

Answer 1

分析 （1）根據(jù)鐵粉與水蒸氣在高溫下反應生成四氧化三鐵和氫氣解答；
（2）根據(jù)反應需要水蒸氣進行分析；
（3）根據(jù)表格中的信息分析鐵粉用量與反應時間的關系．

解答 解：
（1）鐵粉與水蒸氣在高溫下反應的化學方程式為：3Fe+4H₂O$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Fe₃O₄+4H₂；其中還原劑為鐵粉；
（2）反應需要水蒸氣，因此濕沙子的作用是通過加熱提供水蒸氣．
（3）分析表格中的數(shù)據(jù)可以知道，鐵粉只要0.2克就可完成實驗，鐵粉0.4--0.6克反應速度最快，可見使用鐵粉適度少量，不僅節(jié)約藥品而且反應速度更快．
答案：
（1）3Fe+4H₂O$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Fe₃O₄+4H₂；    鐵粉；                                            
（2）提供水蒸汽   
（3）反應時間最短，反應速度最快．

點評 本題考查了學生根據(jù)題中信息結合所學知識分析實驗數(shù)據(jù)的能力，難度不大．