Question

納米材料具有特殊的性能，“引火鐵”（極細的鐵粉）是一種準納米材料，它在空氣中可以自燃．下面是用新制的四氧化三鐵與純凈的氫氣制備“引火鐵”的裝置：

（1）寫出四氧化三鐵與氫氣反應生成“引火鐵”的化學方程式：______．
（2）B、C中所盛的物質分別是：B______、C______．
（3）加熱前，如何用實驗檢驗裝置中的空氣是否排盡？______．
（4）未參加反應的氫氣直接排入實驗室中，可能引起爆炸，應該用什么方法處理？______．

Answer 1

解：（1）從題目可知“引火鐵”（極細的鐵粉）是一種準納米材料，成分是鐵（Fe），這個反應中反應物是四氧化三鐵（Fe₃O₄）與氫氣（H₂），生成物是鐵（Fe）和H₂O；反應條件加熱．配平即可．
（2）通過B、C的目的是得到純凈干燥氫氣，可用水或NaOH吸收HCl氣體，用濃H₂SO₄吸收水分干燥氣體；
（3）從導氣管末端收集一小試管氣體，點燃，不發(fā)出尖銳爆鳴聲，說明空氣已經排完；
（4）可用點燃的方法或用氣球收集沒有參加反應的氫氣．
故答案為：（1）Fe₃O₄+4H₂3Fe+4H₂O
（2）水、濃硫酸；
（3）用試管在D的出口導管處收集氣體，檢驗氫氣的純度；
（4）點火燃燒（或用氣球收集起來）．
分析：首先要弄清實驗的目的，化學反應的原理，從而確定各個裝置的作用，同時還要考慮實驗的安全、環(huán)境保護等．
（1）氫氣還原四氧化三鐵生成鐵和水，注意配平和反應條件；
（2）用鋅和稀鹽酸制取的氫氣中含有氯化氫氣體和水，要選擇適當的試劑除去它們；
（3）根據氫氣的驗純方法來解答；
（4）根據尾氣的處理方法回答．
點評：此題利用制備引火鐵來考查氫氣的性質以及氣體的凈化方法，可以結合一氧化碳還原氧化鐵的實驗來回答，此題難度不大．