Question

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)的反應(yīng)方程式：

 

；并指明該氧化還原反應(yīng)的還原劑是

 

，氧化劑是

 

．
（2）實驗前必須對整套裝置進(jìn)行氣密性檢查，操作方法是

 

（3）圓底燒瓶中盛裝的水，該裝置受熱后的主要作用是

 

；燒瓶底部放置了幾片碎瓷片，碎瓷片的作用是

 

．
（4）酒精燈和酒精噴燈點燃的順序是

 

，為什么？

 

．
（5）干燥管中盛裝是的物質(zhì)是

 

，作用是

 

．
（6）試管中收集氣體是

 

，如果要在a處玻璃管處點燃該氣體，則必須對該氣體進(jìn)行

 

，方法是

 

．這一操作的目的是

 

．

Answer 1

分析：對于鐵與水蒸氣反應(yīng)的化學(xué)方程式，本題應(yīng)該給出生成的鐵的氧化物是哪一種，不然學(xué)生很難寫出此化學(xué)方程式，還原劑的判定方法是與氧結(jié)合的物質(zhì)，氧化劑是失去氧的物質(zhì)．檢驗裝置氣密性的方法一般用加微熱的方法，根據(jù)冒出的氣泡和回流的水柱來判斷．如果在一套裝置中需要兩處加熱，一定要注意點燃加熱儀器的順序，一般是根據(jù)實驗的安全性和對實驗結(jié)果的影響來考慮．干燥管內(nèi)固體干燥劑一般用無水氯化鈣或固體氫氧化鈉和堿石灰等，要注意干燥劑不能和被干燥的物質(zhì)反應(yīng)．點燃?xì)錃馇耙欢ㄒ獧z驗純度，防止發(fā)生爆炸．

解答：解：（1）鐵與水蒸氣發(fā)生氧化還原反應(yīng)，考慮生成物應(yīng)該是氫氣和鐵的氧化物，還原劑的判定方法是與氧結(jié)合的物質(zhì)，這里就是鐵，氧化劑是失去氧的物質(zhì)，這里是水．故答案為：3Fe+4H₂O

高溫  .

Fe₃O₄+4H₂  鐵  水
（2）檢查裝置的氣密性一般根據(jù)熱脹冷縮的原理用加微熱的方法：答案為：在玻璃管口A處接一段乳膠管，乳膠管頭上連一段玻璃管，并將管口沒入水中，用酒精燈火焰微熱燒瓶底部，如果能夠觀察到?jīng)]入水中的玻璃管口有氣體逸出，停止加熱后，玻璃管內(nèi)有水柱上升，且較長時間水柱不回落，則標(biāo)明該套裝置氣密性良好．
（3）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，放碎瓷片的目的是防止沸騰事故發(fā)生．答案為：為硬質(zhì)玻璃管內(nèi)Fe與水蒸氣的反應(yīng)實驗提供持續(xù)不斷的水蒸氣
（4）點燃加熱儀器的順序要考慮實驗的安全性和對實驗結(jié)果的影響，在本實驗中為了防止鐵與空氣中的氧氣在加強熱的條件下反應(yīng)，應(yīng)該先點燃酒精燈．故答案為：先點燃酒精燈，產(chǎn)生水蒸氣后，再點燃酒精噴燈；防止鐵與空氣中的氧氣在加強熱的條件下反應(yīng)，應(yīng)該先點燃酒精燈．
（5）干燥氫氣可以用堿石灰干燥劑．故答案：堿石灰  除去反應(yīng)產(chǎn)生的H₂中的水蒸氣
（6）點燃?xì)錃馇耙欢ㄒ獧z驗純度，防止發(fā)生爆炸．
故答案為：氫氣；
驗純；
用試管收集一試管氣體，靠近酒精燈火焰，如果發(fā)出的聲音是“啪”的爆鳴聲，則證明產(chǎn)生的氫氣不純（含有氧氣），如果是“噗”的聲音，則證明是純凈的氫氣；
防止點燃時，氫氣因含有氧氣而爆炸．

點評：本題難度較大，涉及到很多高中化學(xué)知識，同學(xué)們要掌握常見的檢驗氣密性，檢驗氣體純度的方法．