常溫下，在沒有氧氣存在時(shí)，鐵與水幾乎不反應(yīng)。某化學(xué)興趣小組設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究在高溫下還原鐵粉與水蒸氣能夠發(fā)生反應(yīng)，并檢驗(yàn)其生成物。

甲、乙兩同學(xué)分別設(shè)計(jì)了如圖所示的兩套實(shí)驗(yàn)裝置(所取的鐵粉均為a g)：

請回答下列問題：

(一)裝置的評價(jià)

(1)在水蒸氣的生成裝置中乙同學(xué)在燒瓶底部放置了幾片碎瓷片，其作用是___________；

(2)在反應(yīng)裝置中甲同學(xué)在硬質(zhì)玻璃管中放入的是還原鐵粉和石棉絨，石棉絨的作用是___

__________________；

(3)在收集裝置中甲同學(xué)用的是排水集氣法，這種方法存在的安全隱患是___________。

(二)實(shí)驗(yàn)過程

(4)甲同學(xué)可以證明兩者發(fā)生反應(yīng)的現(xiàn)象是______________________；

(5)從反應(yīng)物元素的種類分析，生成的氣體可能是氫氣，進(jìn)一步驗(yàn)證的方法是_________；

(6)當(dāng)玻璃管中的鐵粉充分反應(yīng)后，停止實(shí)驗(yàn)，稱量反應(yīng)后固體產(chǎn)物質(zhì)量為b，則固體產(chǎn)物的化學(xué)式為___________(用字母表示)。

(三)問題討論

(7)酒精燈和酒精噴燈點(diǎn)燃的順序是_____________。

(8)為了防止甲中氣體收集裝置發(fā)生的安全問題，可以在不增減儀器種類、數(shù)量，不改變其連接方式的前提下進(jìn)行簡單的改造，請?jiān)诩字挟嫵瞿愀脑熘幍氖疽鈭D。

(1)防止暴沸  (2)增加鐵粉與水蒸氣的接觸面積  (3)容易發(fā)生水的倒吸  (4)試管中有氣泡產(chǎn)生  (5)將收集到氣體的試管用拇指堵住，管口對著酒精燈火焰，松開拇指，如果能產(chǎn)生輕微的響聲，則證明有氫氣生成  (6)Fea/56O(b-a)/16  (7)先點(diǎn)燃酒精燈再點(diǎn)燃灑精噴燈  (8)圖略(將試管中的導(dǎo)管畫長，接近試管底部。)

解析：此題是實(shí)驗(yàn)探究題，同時(shí)考查學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作中的各個注意事項(xiàng)。

(一)注意任何溶液的加熱煮沸實(shí)驗(yàn)都要放入碎瓷片，防止暴沸；排水法收集易發(fā)生倒吸，若想不倒吸，只要導(dǎo)管不盡量伸到試管底部，排水后很快露出導(dǎo)管即可。

(二)二者反應(yīng)之后就會產(chǎn)生氫氣，會看到有氣泡冒出；為了驗(yàn)證產(chǎn)物是氫氣，利用氫氣的爆鳴聲，具體操作是：將收集到氣體的試管用拇指堵住，管口對著酒精燈火焰，松開拇指，如果能產(chǎn)生輕微的響聲，則證明有H2生成。

反應(yīng)后固體產(chǎn)物應(yīng)是鐵的含氧化合物，故增大的質(zhì)量為氧的質(zhì)量，所以固體產(chǎn)物的化學(xué)式為。

(三)要使Fe只跟水蒸氣反應(yīng)，必須先將裝置內(nèi)的空氣全部排凈，所以先點(diǎn)燃酒精燈再點(diǎn)燃酒精噴燈。

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中化學(xué) 來源： 題型：閱讀理解

(14分)欲用濃硝酸法(測定反應(yīng)后生成氣體的量)測定某銅銀合金中銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。資料表明：①反應(yīng)中除生成NO2氣體外還有少量的NO生成；②常溫下N02與N2O4混合存在，在低于0℃時(shí)幾乎只有無色N2O4液體或晶體存在。為完成測定并驗(yàn)證有NO生成，有人設(shè)計(jì)下圖實(shí)驗(yàn)裝置。

(1)實(shí)驗(yàn)開始前要先打開A部分的活塞K1，持續(xù)通一段時(shí)間的氮?dú)庠訇P(guān)閉K1，這樣做的目的是________________________________________________。

(2)裝置B瓶的作用是___________________________________________。

(3)A中反應(yīng)停止后，打開D中的活塞K2并通人氧氣，若反應(yīng)中確有NO產(chǎn)生，則D中應(yīng)出現(xiàn)的現(xiàn)象是________________；實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，通人氧氣溫度的高低對實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象有較大影響，則為了便于觀察應(yīng)通人_______________(填“冷”或“熱”)的氧氣。

(4)為了減少測量誤差，在A中反應(yīng)完成和D中出現(xiàn)現(xiàn)象后，還應(yīng)繼續(xù)進(jìn)行的操作是：___________________________________________________。

(5)實(shí)驗(yàn)測得下列數(shù)據(jù)：所用銅銀合金質(zhì)量為15．0 g，濃硝酸的體積為40 mL，濃度為13．5mol·L－1。實(shí)驗(yàn)后：A中溶液體積為40mL，H+濃度為1.0mol·L－1。若設(shè)反應(yīng)中硝酸既無揮發(fā)也無分解，則：

    ①參加反應(yīng)的硝酸的物質(zhì)的量為______________；

    ②若已測出反應(yīng)后E裝置的生成物含氮元素的質(zhì)量，則為確定合金中銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，還需要測定的數(shù)據(jù)是__________。

(6)實(shí)驗(yàn)中只測定銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，不驗(yàn)證NO的產(chǎn)生，則在銅銀合金與硝酸反應(yīng)后，只需簡單的實(shí)驗(yàn)操作就可以達(dá)到目的，請簡述實(shí)驗(yàn)過程_______________                                 ____。

【解析】本實(shí)驗(yàn)的目的有兩個。一是驗(yàn)證反應(yīng)中除生成NO2氣體外還有少量的NO生成，二是測定某銅銀合金中銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，解題時(shí)我們始終圍繞這兩個目的。要驗(yàn)證有NO生成，就必須要保證整個裝置中沒有氧氣存在，否則即使生成NO，也會轉(zhuǎn)變成NO2，所以實(shí)驗(yàn)開始前要先打開A部分的活塞K1，持續(xù)通一段時(shí)間的氮?dú)庠訇P(guān)閉K1，這樣做的目的是排盡裝置中的空氣。檢驗(yàn)NO的方法是將NO與O2反應(yīng)生成紅棕色的NO2，由于反應(yīng)中本來就生成NO2，所以必須將NO2與NO分離，結(jié)合題目不難得到裝置C的作用就是將NO2轉(zhuǎn)變成無色N2O4液體或晶體。如果溫度過低NO2會轉(zhuǎn)變成無色N2O4液體或晶體，所以為了便于觀察應(yīng)通人熱的氧氣。要測定某銅銀合金中銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)除知道銅銀合金的質(zhì)量外，還必須測得與銅銀合金相關(guān)的另外一個量，方可列方程組求解。結(jié)合題意，可知方法為測出氮的氧化物的質(zhì)量。由于氮的氧化物存在于C、E兩個裝置中，所以必須測出兩個裝置的質(zhì)量變化。另為保證測定準(zhǔn)確，在A中反應(yīng)完成和D中出現(xiàn)現(xiàn)象后，還應(yīng)打開K1、K2，持續(xù)一段時(shí)間的N2和O2，以保證氮的氧化物被充分吸收。計(jì)算參加反應(yīng)的硝酸的物質(zhì)的量可以利用原子守恒進(jìn)行計(jì)算，反應(yīng)后剩余硝酸是0.04mol，反應(yīng)前硝酸是0.04L×13.5mol/L＝0.54mol，剩余參加反應(yīng)的硝酸是0.5mol。因?yàn)槿芤褐泻秀y離子，剩余可以通過沉淀法來測定銀的物質(zhì)的量。

 

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科目：高中化學(xué) 來源：2014屆河北省高一下學(xué)期期中考試化學(xué)試卷（解析版） 題型：實(shí)驗(yàn)題

(14分)欲用濃硝酸法(測定反應(yīng)后生成氣體的量)測定某銅銀合金中銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。資料表明：①反應(yīng)中除生成NO2氣體外還有少量的NO生成；②常溫下N02與N2O4混合存在，在低于0℃時(shí)幾乎只有無色N2O4液體或晶體存在。為完成測定并驗(yàn)證有NO生成，有人設(shè)計(jì)下圖實(shí)驗(yàn)裝置。

(1)實(shí)驗(yàn)開始前要先打開A部分的活塞K1，持續(xù)通一段時(shí)間的氮?dú)庠訇P(guān)閉K1，這樣做的目的是________________________________________________。

(2)裝置B瓶的作用是___________________________________________。

(3)A中反應(yīng)停止后，打開D中的活塞K2并通人氧氣，若反應(yīng)中確有NO產(chǎn)生，則D中應(yīng)出現(xiàn)的現(xiàn)象是________________；實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，通人氧氣溫度的高低對實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象有較大影響，則為了便于觀察應(yīng)通人_______________(填“冷”或“熱”)的氧氣。

(4)為了減少測量誤差，在A中反應(yīng)完成和D中出現(xiàn)現(xiàn)象后，還應(yīng)繼續(xù)進(jìn)行的操作是： ___________________________________________________。

(5)實(shí)驗(yàn)測得下列數(shù)據(jù)：所用銅銀合金質(zhì)量為15．0 g，濃硝酸的體積為40 mL，濃度為13．5mol·L－1。實(shí)驗(yàn)后：A中溶液體積為40mL，H+濃度為1.0mol·L－1。若設(shè)反應(yīng)中硝酸既無揮發(fā)也無分解，則：

    ①參加反應(yīng)的硝酸的物質(zhì)的量為______________；

    ②若已測出反應(yīng)后E裝置的生成物含氮元素的質(zhì)量，則為確定合金中銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，還需要測定的數(shù)據(jù)是__________。

(6)實(shí)驗(yàn)中只測定銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，不驗(yàn)證NO的產(chǎn)生，則在銅銀合金與硝酸反應(yīng)后，只需簡單的實(shí)驗(yàn)操作就可以達(dá)到目的，請簡述實(shí)驗(yàn)過程_______________                                  ____。

【解析】本實(shí)驗(yàn)的目的有兩個。一是驗(yàn)證反應(yīng)中除生成NO2氣體外還有少量的NO生成，二是測定某銅銀合金中銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，解題時(shí)我們始終圍繞這兩個目的。要驗(yàn)證有NO生成，就必須要保證整個裝置中沒有氧氣存在，否則即使生成NO，也會轉(zhuǎn)變成NO2，所以實(shí)驗(yàn)開始前要先打開A部分的活塞K1，持續(xù)通一段時(shí)間的氮?dú)庠訇P(guān)閉K1，這樣做的目的是排盡裝置中的空氣。檢驗(yàn)NO的方法是將NO與O2反應(yīng)生成紅棕色的NO2，由于反應(yīng)中本來就生成NO2，所以必須將NO2與NO分離，結(jié)合題目不難得到裝置C的作用就是將NO2轉(zhuǎn)變成無色N2O4液體或晶體。如果溫度過低NO2會轉(zhuǎn)變成無色N2O4液體或晶體，所以為了便于觀察應(yīng)通人熱的氧氣。要測定某銅銀合金中銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)除知道銅銀合金的質(zhì)量外，還必須測得與銅銀合金相關(guān)的另外一個量，方可列方程組求解。結(jié)合題意，可知方法為測出氮的氧化物的質(zhì)量。由于氮的氧化物存在于C、E兩個裝置中，所以必須測出兩個裝置的質(zhì)量變化。另為保證測定準(zhǔn)確，在A中反應(yīng)完成和D中出現(xiàn)現(xiàn)象后，還應(yīng)打開K1、K2，持續(xù)一段時(shí)間的N2和O2，以保證氮的氧化物被充分吸收。計(jì)算參加反應(yīng)的硝酸的物質(zhì)的量可以利用原子守恒進(jìn)行計(jì)算，反應(yīng)后剩余硝酸是0.04mol，反應(yīng)前硝酸是0.04L×13.5mol/L＝0.54mol，剩余參加反應(yīng)的硝酸是0.5mol。因?yàn)槿芤褐泻秀y離子，剩余可以通過沉淀法來測定銀的物質(zhì)的量。

 

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