Question

在一定條件下用普通鐵粉和水蒸氣反應(yīng)，可以得到鐵的氧化物．該氧化物又可以經(jīng)過此反應(yīng)的逆反應(yīng)，生成顆粒很細(xì)的鐵粉．這種鐵粉具有很高的反應(yīng)活性，在空氣中受撞擊或受熱時會燃燒，所以俗稱“引火鐵”．請分別以圖中示意的兩套儀器裝置，制取上述鐵的氧化物和“引火鐵”．實驗中必須使用普通鐵粉和溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%的鹽酸，其它試劑自選（裝置中必要的鐵架臺、鐵夾、鐵圈、石棉網(wǎng)、加熱設(shè)備等在圖中均已略去）．

填寫下列空白：
（1）實驗進行時試管A中應(yīng)加入的試劑是

 

，燒瓶B的作用是

 

，燒瓶C的作用是

 

，在試管 D中收集得到的是

 

．
（2）實驗時，U型管G中應(yīng)加入的試劑是

 

，長頸漏斗H中應(yīng)加入

 

．
（3）兩套裝置中，在實驗時需要加熱的儀器是（填該儀器對應(yīng)的字母）

 

．
（4）為了安全，在E管中的反應(yīng)發(fā)生前，在F出口處必須

 

，在E管中的反應(yīng)開始后，在F出口處應(yīng)

 

．

Answer 1

考點：物質(zhì)的相互轉(zhuǎn)化和制備,氣體的凈化（除雜）,金屬的化學(xué)性質(zhì),氫氣、一氧化碳、甲烷等可燃?xì)怏w的驗純

專題：物質(zhì)的制備

分析：（1）燒瓶的作用就是加熱液體或者對液體進行蒸餾，為了防止向試管中通入水蒸氣使試管驟冷，引起水的倒流而加了裝置C；
（2）為了方便加入稀鹽酸使用了長頸漏斗，由于鹽酸具有揮發(fā)性，所以在生成氫氣的同時也會帶出一部分水蒸氣和氯化氫．需要堿性的固體干燥劑；
（3）反應(yīng)需要高溫和水蒸氣，故A和B都需要加熱．從實驗所要達到的目的可以看出，前一個裝置是完成第一步實驗的，而后一個裝置是完成第二步實驗的．裝置E需要加熱；
（4）氫氣是可燃性氣體，所以在做其性質(zhì)實驗時要保證氫氣的純度．

解答：解：
（1）根據(jù)題干中所提供的物質(zhì)可以推斷出第一步實驗中除了生成四氧化三鐵外還會生成氫氣，發(fā)生的反應(yīng)為鐵在高溫和水蒸氣反應(yīng)生成四氧化三鐵和氫氣，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：3Fe+4H₂O 

高溫  .

4H₂+Fe₃O₄；試管A是鐵與水蒸氣反應(yīng)的裝置，故在A中裝的應(yīng)該是普通鐵粉，在反應(yīng)過程中要生成氫氣，所以D是用來收集氫氣的，燒瓶的作用就是加熱液體或者對液體進行蒸餾，所以這里蒸餾瓶所起的作用就是產(chǎn)生水蒸氣，為了防止向試管中通入水蒸氣使試管驟冷，引起水的倒流從而在試管和收集氣體的試管中間加上了廣口瓶，保證實驗安全；A中是鐵和水蒸氣的反應(yīng)；B中為產(chǎn)生水蒸氣的裝置，C為安全瓶防止倒吸的作用，D中收集的是氫氣；
（2）裝置I是用來制取氫氣的裝置，所以裝置H是用來添加鹽酸的，F(xiàn)中發(fā)生反應(yīng)：Fe₃O₄+4H₂

高溫  .

3Fe+4H₂O；由于使用的是稀鹽酸來制取氫氣，所以在產(chǎn)生氫氣的同時可能帶出部分水蒸氣和氯化氫氣體，故在U型管中加入固體來干燥氣體，吸收氯化氫和水蒸氣，所以U型管中為固體NaOH（或堿石灰、CaO等堿性固體干燥劑）；
（3）反應(yīng)是在高溫的條件下反應(yīng)的，所以A和F裝置要加熱，同時反應(yīng)需要水蒸氣的參加，故B也需要加熱，故答案為：A、B、E；
（4）氫氣是可燃性氣體，做氫氣的性質(zhì)實驗時必須保證氫氣是純凈的，為了安全，在E管中的反應(yīng)發(fā)生前，在F出口處必須進行氣體驗證純度；E管中的反應(yīng)開始后，在F出口處應(yīng)點燃?xì)錃�，避免排放到空氣中遇火爆炸�?br />故答案為：
（1）普通鐵粉； 作為水蒸氣發(fā)生器；防止水倒吸（或用作安全瓶）； 氫氣；
（2）固體NaOH或堿石灰； 20%鹽酸；
（3）A、B、E； 
（4）檢驗氫氣的純度； 點燃?xì)錃猓?/div>

點評：本題考查了鐵及其化合物性質(zhì)的應(yīng)用，主要是鐵和水反應(yīng)，氫氣還原鐵的氧化物反應(yīng)，我們在制取氫氣時通常用的是稀硫酸，但是本題要求我們必須使用稀鹽酸，故氫氧化鈉的作用起了一箭雙雕的作用，們在做題時要克服思維定勢，仔細(xì)審題以保證答題的準(zhǔn)確性