Question

甲、乙、丙三同學(xué)欲分別完成“鐵與水蒸氣反應(yīng)”的實(shí)驗(yàn)．

I．甲同學(xué)的方案如圖I：試管中依次放入濕棉花和還原鐵粉,加熱。把生成的氣體通入蒸發(fā)皿中的肥皂液中。一段時(shí)間后,用坩堝鉗夾取燃著的火柴在蒸發(fā)皿中點(diǎn)火,觀察到的現(xiàn)象是                        ；發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為                        。

    II．乙同學(xué)所采用的裝置如圖Ⅱ：分別用燈1和燈2加熱反應(yīng)器中的水和還原性鐵粉，當(dāng)水蒸氣將空氣排出后用排水法收集一試管氣體。乙同學(xué)所采用的裝置與甲同學(xué)的裝置比較優(yōu)點(diǎn)是                     ；結(jié)束實(shí)驗(yàn)的操作是                              。

 

   Ⅲ．丙同學(xué)將甲、乙所裝置進(jìn)行改進(jìn)，所有裝置如圖Ⅲ：

 

    在硬質(zhì)玻璃管Ⅰ中放入還原鐵粉和石棉絨的混合物,硬質(zhì)玻璃管Ⅱ中加入CuO。干燥管Ⅱ中盛裝的物質(zhì)是無(wú)水硫酸銅和石棉絨的混合物。

    (1)丙同學(xué)所采用的裝置與乙同學(xué)的裝置比較優(yōu)點(diǎn)是                           ；

    (2)實(shí)驗(yàn)開始時(shí)應(yīng)先點(diǎn)燃a處的酒精燈然后才點(diǎn)燃b處的酒精噴燈原因是                     ；

    (3)能證明鐵與水蒸氣反應(yīng)的現(xiàn)象是                                   ；

    Ⅳ.丁同學(xué)提出問(wèn)題：如何通過(guò)實(shí)驗(yàn)證明鐵與水蒸氣反應(yīng)得到的黑色固體中既含F(xiàn)e²⁺又含F(xiàn)e³⁺                                                           。

Answer 1

    I．蒸發(fā)皿中產(chǎn)生大量肥皂泡,點(diǎn)燃放出的氣體,能燃燒或發(fā)生爆鳴，反應(yīng)后,試管中固體仍呈黑色。

                       高溫

化學(xué)方程式:3Fe+4H₂O(g)  ==   Fe₃O₄+4H₂。

 II．保證有足夠的水蒸氣進(jìn)入反應(yīng)器，用小試管收集并檢驗(yàn)生成的氣體更科學(xué)；先把導(dǎo)管從燒杯中取出，熄滅燈1待反應(yīng)器中水蒸氣排凈后移走燈2.

    Ⅲ．(1)用酒精噴燈反應(yīng)溫度高效果好，硬質(zhì)玻璃管Ⅱ中加入CuO可直接證明反應(yīng)生成H₂；

    (2)先點(diǎn)燃a處的酒精燈產(chǎn)生的水蒸氣排凈裝置中的空氣防止加熱鐵粉與空氣反應(yīng)；

 (3)硬質(zhì)玻璃管Ⅱ中黑色固體變紅，干燥管Ⅱ中白色固體變藍(lán)。

    Ⅳ.將黑色固體溶于鹽酸,將所得溶液分為兩份,向其中一份中加入KSCN溶液,若溶液變成紅色,證明含有Fe³⁺;向另一份溶液中加入KMnO4(H⁺)溶液,若溶液紫紅色褪去,證明含有Fe²⁺。