Question

19．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)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(qǐng)回答該實(shí)驗(yàn)中的問(wèn)題．
（1）寫(xiě)出該反應(yīng)的反應(yīng)方程式：3Fe+4H₂O（g）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Fe₃O₄+4H₂
（2）如何檢驗(yàn)該裝置的氣密性把導(dǎo)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(dǎo)管口有氣泡冒出，且松手后導(dǎo)管內(nèi)形成一段水柱，則氣密性良好
（3）圓底燒瓶中盛裝的水，該裝置受熱后的主要作用是提供反應(yīng)的水蒸氣；燒瓶底部放置了幾片碎瓷片，碎瓷片的作用是防止爆沸．
（4）酒精燈和酒精噴燈點(diǎn)燃的順序是先點(diǎn)燃酒精燈，產(chǎn)生水蒸氣后，再點(diǎn)燃酒精噴燈，為什么防止先點(diǎn)燃酒精噴燈導(dǎo)致Fe與O₂的反應(yīng)．

Answer 1

分析 （1）鐵與水蒸氣發(fā)生氧化還原反應(yīng)，生成四氧化三鐵和氫氣，據(jù)此書(shū)寫(xiě)化學(xué)方程式；
（2）根據(jù)冒出的氣泡和回流的水柱來(lái)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(diǎn)燃加熱儀器的順序，一般是根據(jù)實(shí)驗(yàn)的安全性和對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響來(lái)考慮；該裝置先點(diǎn)燃酒精燈，產(chǎn)生水蒸氣后，再點(diǎn)燃酒精噴燈，防止先點(diǎn)燃酒精噴燈導(dǎo)致Fe與O₂的反應(yīng)．

解答 解：（1）鐵和水蒸氣反應(yīng)，鐵的化合價(jià)升高，鐵作還原劑，水中氫的化合價(jià)降低，水作氧化劑，反應(yīng)的化學(xué)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(dǎo)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(dǎo)管口有氣泡冒出，且松手后導(dǎo)管內(nèi)形成一段水柱，則氣密性良好．故答案為：把導(dǎo)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(dǎo)管口有氣泡冒出，且松手后導(dǎo)管內(nèi)形成一段水柱，則氣密性良好；
（3）因?yàn)榉磻?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：提供反應(yīng)的水蒸氣； 防止爆沸；
（4）點(diǎn)燃加熱儀器的順序要考慮實(shí)驗(yàn)的安全性和對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響，在本實(shí)驗(yàn)中為了防止鐵與空氣中的氧氣在加強(qiáng)熱的條件下反應(yīng)，應(yīng)該先點(diǎn)燃酒精燈，產(chǎn)生水蒸氣后，排掉硬質(zhì)玻璃管內(nèi)空氣，再點(diǎn)燃酒精噴燈，
故答案為：先點(diǎn)燃酒精燈，產(chǎn)生水蒸氣后，再點(diǎn)燃酒精噴燈；防止先點(diǎn)燃酒精噴燈導(dǎo)致Fe與O₂的反應(yīng)．

點(diǎn)評(píng) 本題以鐵與水的反應(yīng)考查氧化還原反應(yīng)，明確物質(zhì)的性質(zhì)及反應(yīng)中元素的化合價(jià)變化即可解答，注重基礎(chǔ)知識(shí)的考查，題目難度不大．