Question

某同學(xué)欲在實驗室中完成Fe與水蒸氣反應(yīng)的實驗，裝置如圖甲、乙兩種。

已知：B中放入的是鐵與石棉絨的混合物，C中放的是干燥劑，E為酒精噴燈，G為帶有鐵絲網(wǎng)罩的酒

精燈。對比兩裝置，回答下列問題：

（1）如何檢查乙裝置的氣密性：                                                       。

（2）乙裝置中濕沙子的作用是：                                      。

（3）B處發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式：                                     。

（4）稱取mg鐵粉與適量石棉絨混合，然后加熱至無氣體放出。若收集的氣體體積換算為標(biāo)準(zhǔn)狀況為VL，鐵粉的轉(zhuǎn)化率為                         （列出計算式即可，不必化簡）。

（5）為了證明反應(yīng)后的固體混合物中含有+3價的Fe，該同學(xué)取出少量混合物于試管中，加入一定量的鹽酸使固體混合物溶解，過濾，立即向濾液中滴加KSCN溶液，結(jié)果觀察到溶液的顏色沒變化。經(jīng)過思考，該同學(xué)認(rèn)為此現(xiàn)象不能說明反應(yīng)后的固體混合物中不含有+3價Fe。他的理由是：           _。

 

Answer 1

【答案】

（1）向H中加入水沒過導(dǎo)管口，連接好裝置，微熱K，若H中導(dǎo)管口出現(xiàn)氣泡，停止加熱后導(dǎo)管中出現(xiàn)水柱，證明氣密性良好（2分，其他合理答案也給分）

（2）提供水蒸氣（1分）  （3）3Fe＋4H₂OFe₃O₄＋4H₂

（4）××56××100%（1分）（注：化簡后且正確的代數(shù)式均可，如×100%  或）

（5）鐵粉可能有剩余，剩余鐵粉會與Fe³⁺反應(yīng)，將Fe³⁺溶液中完全還原為Fe²⁺。（1分）

【解析】

試題分析：（1）裝置氣密性的檢驗一般采用“注水發(fā)”，因此根據(jù)乙裝置的特點可知，檢驗乙裝置的實驗操作是向H中加入水沒過導(dǎo)管口，連接好裝置，微熱K，若H中導(dǎo)管口出現(xiàn)氣泡，停止加熱后導(dǎo)管中出現(xiàn)水柱，證明氣密性良好。

（2）鐵再高溫下與水蒸氣反應(yīng)小于提供反應(yīng)物水蒸氣，所以濕沙子的作用是提供水蒸氣。

（3）高溫下鐵與水蒸氣反應(yīng)生成四氧化三鐵和氫氣，因此B處發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為3Fe＋4H₂OFe₃O₄＋4H₂。

（4）標(biāo)準(zhǔn)狀況下氫氣的體積是VL，則氫氣的物質(zhì)的量是mol，所以根據(jù)反應(yīng)式3Fe＋4H₂OFe₃O₄＋4H₂可知，參加反應(yīng)的鐵的物質(zhì)的量是×mol，其質(zhì)量是×mol×56g/mol，所以鐵粉的轉(zhuǎn)化率為××56××100%。

（5）因為再反應(yīng)中鐵粉可能有剩余，剩余鐵粉會與Fe³⁺反應(yīng)，將溶液中Fe³⁺完全還原為Fe²⁺，所以向濾液中滴加KSCN溶液，未觀察到溶液的顏色沒變化。

考點：考查鐵與水蒸氣反應(yīng)原理的實驗探究、轉(zhuǎn)化率的有關(guān)計算以及鐵離子的檢驗等