Question

（20分）在常溫下，F(xiàn)e與水并不起反應(yīng)，但在高溫下，F(xiàn)e與水蒸氣可發(fā)生反應(yīng)。 應(yīng)用下列裝置，在硬質(zhì)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“Fe與水蒸氣的反應(yīng)實(shí)驗(yàn)”。

請回答該實(shí)驗(yàn)中的問題。

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

（2）實(shí)驗(yàn)前必須對整套裝置進(jìn)行氣密性檢查，操作方法是 。

（3）圓底燒瓶中盛裝的水，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）干燥管中盛裝是的物質(zhì)是 ，作用是 。

（5）試管中收集氣體是 ，如果要在A處玻璃管處點(diǎn)燃該氣體，則必須對該氣體進(jìn)行 。

 

Answer 1

（1）3Fe+4H2O(g) Fe3O4+H2 ；Fe；H2O

（2）將A端連接乳膠管和導(dǎo)管插入水中，用酒精燈微熱圓底燒瓶，若有氣泡產(chǎn)生，并停止加熱后回升一段水柱，表示裝置氣密性良好

（3）提供水蒸氣；防止發(fā)生暴沸 （4）堿石灰； 除去氫氣中的水蒸氣

（5）H2 ；驗(yàn)純；收集一小試管氫氣，管口向下，靠近火焰，松開手指，若聽到噗的一聲，表示純凈

【解析】

試題分析：（1）Fe與水蒸氣反應(yīng)生成四氧化三鐵和氫氣，該反應(yīng)為3Fe+4H2O（g）Fe3O4+4H2↑；Fe元素的化合價(jià)升高，F(xiàn)e為還原性，H元素的化合價(jià)降低，則水為氧化劑；

（2）中學(xué)階段檢查裝置氣密性常用方法有兩種：一種是利用熱脹冷縮原理，另一種是利用氣壓原理。氣壓原理一般只有涉及到液體時(shí)才能用得到，這里顯然是利用熱脹冷縮原理。利用熱脹冷縮原理時(shí)要注意步驟一定要完整，既要證明“熱脹”，也要證明“冷縮”，即在玻璃管口A處接一段乳膠管，乳膠管頭上連一段玻璃管，并將管口沒入水中，用酒精燈火焰微熱燒瓶底部，如果能夠觀察到?jīng)]入水中的玻璃管口有氣體逸出，停止加熱后，玻璃管內(nèi)有水柱上升，且較長時(shí)間水柱不回落，則標(biāo)明該套裝置氣密性良好；

（3）圓底燒瓶中盛裝的水，該裝置受熱后的主要作用是提供水蒸氣；碎瓷片可防止暴沸發(fā)生，故答案為：防止暴沸；

（4）干燥管中的物質(zhì)干燥氫氣，則選堿石灰干燥劑來除去氫氣中的水蒸氣；

（5）該反應(yīng)生成氫氣，為可燃性氣體，點(diǎn)燃前應(yīng)驗(yàn)純，否則氣體不純點(diǎn)燃會(huì)發(fā)生爆炸，操作為收集一小試管氫氣，管口向下，靠近火焰，松開手指，若聽到噗的一聲，表示純凈。

考點(diǎn)：本題以鐵與水的反應(yīng)考查氧化還原反應(yīng)、化學(xué)實(shí)驗(yàn)基本操作等