Question

16．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)實驗”． 請回答該實驗中的問題．
（1）寫出該反應(yīng)的化學方程式3Fe+4H₂O（g）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Fe ₃O₄+4 H₂，其中氧化劑是H₂O，還原劑是Fe．8.4g鐵粉參加反應(yīng)，轉(zhuǎn)移電子0.4mol．
（2）圓底燒瓶中盛裝的水，該裝置受熱后的主要作用是為實驗提供水蒸氣；燒瓶里應(yīng)事先放置碎瓷片，其作用是防止暴沸．

Answer 1

分析 （1）對于鐵與水蒸氣反應(yīng)的化學方程式，教材中已出現(xiàn)，很容易寫出化學方程式．還原劑的判定方法根據(jù)化合價升高的物質(zhì)，氧化劑是化合價降低的物質(zhì)；根據(jù)3Fe+4H₂O（g）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Fe ₃O₄+4 H₂；方程式中反應(yīng)3mol鐵原子轉(zhuǎn)移8個電子．
（2）反應(yīng)物為水蒸氣與鐵；放碎瓷片的目的是防止沸騰事故發(fā)生；

解答 解：（1）鐵與水蒸氣發(fā)生氧化還原反應(yīng)：3Fe+4H₂O（g）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Fe ₃O₄+4 H₂，根據(jù)化合價升降來判斷氧化劑和還原劑．因鐵的化合價升高，所以鐵作還原劑，水中氫的化合價降低，水作氧化劑；根據(jù)3Fe+4H₂O（g）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Fe ₃O₄+4 H₂；方程式中反應(yīng)3mol鐵原子轉(zhuǎn)移8個電子，設(shè)轉(zhuǎn)移電子物質(zhì)的量為X，
   3Fe≈8e-
3×56      8
8.4g       x
$\frac{3×56}{8.4g}$=$\frac{8}{x}$，解得：x=0.4mol，
故答案為：3Fe+4H₂O（g）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Fe ₃O₄+4 H₂；H₂O；Fe；0.4；
（2）因為反應(yīng)物為水蒸氣與鐵，所以這里加熱的目的就是提供水蒸氣，燒瓶底部應(yīng)事先放置碎瓷片，放碎瓷片的目的是防止沸騰事故發(fā)生，
故答案為：為實驗提供水蒸氣；碎瓷片；防止暴沸．

點評 本題考查了物質(zhì)的制備、物質(zhì)成分的探究實驗，題目側(cè)重于考查學生的實驗探究能力，注意把握鐵及其化合物的性質(zhì)以及鐵離子的檢驗方法，題目難度不大，電子數(shù)計算是本題的難點．