Question

【題目】某興趣小組為了探究鐵粉與水蒸氣反應的產(chǎn)物，做了下面實驗。

資料：在不同溫度下，鐵粉與水蒸氣反應的產(chǎn)物不同。

Fe +H2OFeO+H2 3Fe + 4H2OFe3O4 + 4H2

實驗一：某興趣小組用下圖所示裝置，使鐵粉與過量水蒸氣充分反應并檢驗固體產(chǎn)物的組成。

(1)實驗過程中，應先點燃___________（選填“酒精燈”或“酒精噴燈”）；目的是__________________，裝置中石棉絨的作用是_____________________。

(2)若在實驗中的某段時間內(nèi)生成H2 0.2g，則這段時間內(nèi)參加反應的鐵粉質量至少是___________g。

實驗二：鐵粉完全反應后，興趣小組對硬質玻璃管中生成的FeO和Fe3O4的質量進行測定，實驗流程如下圖。

(1)實驗前檢查裝置A的氣密性：關閉止水夾K，從長頸漏斗向試管內(nèi)加水，至長頸漏斗中管內(nèi)的液面高于管外液面，靜置一段時間，若液面高度差__________，則氣密性良好。

(2)裝置A中發(fā)生的反應方程式_______________________________________。

(3)為了安全，在點燃酒精燈之前，在F裝置出口b處必須______________________。

(4)裝置C中所放試劑為_________，裝置B的作用是_________________________。

(5)干燥管E右邊又連接干燥管F的目的是_________________________________。

若無干燥管F，測得Fe3O4的質量將_______________（填“偏大”、“偏小”或“無影響”）。

Answer 1

【答案】酒精燈 先產(chǎn)生水蒸氣,排盡空氣 增大鐵粉與水蒸氣接觸面積 4.2 不變 Zn+2HCl=ZnCl2+H2↑ 驗純 濃硫酸 除去HCl氣體 防止空氣中的二氧化碳和水蒸氣進去到E裝置 偏大

【解析】

實驗一：（1）鐵能與空氣中的氧氣發(fā)生反應，先加熱酒精燈利用生成的水蒸氣排除裝置中的空氣；裝置中石棉絨可以增大水蒸氣與鐵粉的接觸面積；

（2）分析兩個反應可知產(chǎn)生四氧化三鐵需要的鐵少，因此可依據(jù)3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2，由氫氣的質量求出需要鐵的質量；

實驗二：（1）根據(jù)檢驗氣密性的方法進行分析解答；

（2）根據(jù)鋅和鹽酸反應產(chǎn)生氯化鋅和氫氣寫出反應方程式；

（3）根據(jù)氫氣點燃容易發(fā)生爆炸分析使用注意事項；

（4）根據(jù)產(chǎn)生的氫氣會混有雜質，要進行除雜、干燥分析裝置的作用；

（5）根據(jù)堿石灰會吸收空氣中的二氧化碳和水蒸氣導致E裝置質量增加大，會影響實驗結果進行分析。

實驗一：

（1）鐵能與空氣中的氧氣發(fā)生反應，因此為了排除氧氣的干擾，先加熱酒精燈利用生成的水蒸氣排除裝置中的空氣；裝置中石棉絨可以增大水蒸氣與鐵粉的接觸面積，故答案為：酒精燈；先產(chǎn)生水蒸氣，排盡空氣；增大鐵粉與水蒸氣的接觸面積；

（2）在不同溫度下發(fā)生的反應中，Fe元素化合價均升高，H元素化合價均降低，生成一定量H2時，Fe元素化合價升高越高，則所需Fe的量越少，因此根據(jù)生成Fe3O4進行計算最少所需Fe的量，設生成0.2g氫氣至少需要鐵的質量為x，

，則，解得x=4.2g；

實驗二：

（1）檢查A裝置氣密性的方法：關閉止水夾K，從長頸漏斗向試管內(nèi)加水，至長頸漏斗中管內(nèi)的液面高于管外液面，靜置一段時間，形成的液柱不下降，即液面高度差不變，則氣密性良好；

（2）鋅和鹽酸反應產(chǎn)生氯化鋅和氫氣，故反應的方程式為：Zn+2HCl=ZnCl2+H2↑；

（3）因為氫氣在不純的情況下點燃容易發(fā)生爆炸，因此在點燃酒精燈之前，在F裝置出口b處必須驗純；

（4）產(chǎn)生的氫氣會混有氯化氫和水蒸氣，因此要先通過水除去氯化氫，再通過濃硫酸除去水蒸氣；故答案為：濃硫酸；除去HCl氣體；

（5）堿石灰會吸收空氣中的二氧化碳和水蒸氣導致E裝置質量增加大，會使測定生成的水多，使測定的結果偏大；故答案為：防止空氣中的二氧化碳和水被E吸收；偏大。