Question

10．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，F(xiàn)e與水蒸氣的反應實驗”．
請完成該實驗中的問題：
（1）寫出該反應的化學方程式：3Fe+4H₂O（g）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Fe₃O₄+4H₂；
（2）實驗前對整套裝置進行氣密性檢查的操作是把導管口的下端浸入水中，用雙手緊握燒瓶的外壁，如果觀察到導管口有氣泡冒出，且松手后導管內形成一段水柱，則氣密性良好．
（3）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，后點燃酒精噴燈．
（5）整套裝置有一個設計缺陷是沒有尾氣處理．

Answer 1

分析 （1）鐵與水蒸氣發(fā)生氧化還原反應，生成四氧化三鐵和氫氣，據(jù)此書寫化學方程式；
（2）根據(jù)冒出的氣泡和回流的水柱來判斷；
（3）放置了幾片碎瓷片防止暴沸；
（4）如果在一套裝置中需要兩處加熱，一定要注意點燃加熱儀器的順序，一般是根據(jù)實驗的安全性和對實驗結果的影響來考慮；
（5）A為氫氣的吸收裝置，但缺少尾氣處理裝置．

解答 解：（1）鐵和水蒸氣反應，鐵的化合價升高，鐵作還原劑，水中氫的化合價降低，水作氧化劑，反應的化學方程式為：3Fe+4H₂O（g）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Fe₃O₄+4H₂，
故答案為：3Fe+4H₂O（g）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Fe₃O₄+4H₂；
（2）檢查裝置氣密性的方法是：把導管口的下端浸入水中，用雙手緊握燒瓶的外壁，如果觀察到導管口有氣泡冒出，且松手后導管內形成一段水柱，則氣密性良好．故答案為：把導管口的下端浸入水中，用雙手緊握燒瓶的外壁，如果觀察到導管口有氣泡冒出，且松手后導管內形成一段水柱，則氣密性良好；
（3）放置了幾片碎瓷片防止暴沸，故答案為：防止暴沸；
（4）點燃加熱儀器的順序要考慮實驗的安全性和對實驗結果的影響，在本實驗中為了防止鐵與空氣中的氧氣在加強熱的條件下反應，應該先點燃酒精燈，排掉硬質玻璃管內空氣，為Fe與水蒸氣的反應實驗提供持續(xù)不斷的水蒸氣，
故答案為：先點燃酒精燈，后點燃酒精噴燈；
（5）A為氫氣的吸收裝置，但缺少尾氣處理裝置，所以整套裝置有一個設計缺陷是沒有尾氣處理，故答案為：沒有尾氣處理．

點評 本題為鐵及其化合物的性質實驗，掌握鐵和水蒸氣反應的原理和產(chǎn)物的檢驗是解答的關鍵，題目難度不大．