Question

【題目】某化學(xué)興趣小組利用如圖裝置進(jìn)行鐵與水蒸氣反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)，并檢驗(yàn)產(chǎn)物的性質(zhì)，請回答下列問題：

（1）A裝置的作用是____________，燒瓶底部放碎瓷片的作用是_____________。

（2）裝置B中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是___________，該反應(yīng)中氧化劑是__________，氧化產(chǎn)物是_____________。

（3）D的作用是__________。

（4）E中的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是_______________。

（5）A、B兩個(gè)裝置中應(yīng)先點(diǎn)燃____處的酒精(噴)燈，點(diǎn)燃E處酒精燈之前應(yīng)進(jìn)行的操作是_______。

（6）該同學(xué)對反應(yīng)后硬質(zhì)試管中固體物質(zhì)的組成提出了如下假設(shè)：

假設(shè)1：只有Fe；

假設(shè)2：只有________；

假設(shè)3：既有Fe也有Fe3O4。

Answer 1

【答案】產(chǎn)生水蒸氣 防暴沸 3Fe+4H2O（g）=Fe3O4+4H2(高溫) H2O Fe3O4 干燥氫氣 固體由黑色變?yōu)樽霞t色 A 收集氣體并驗(yàn)純 Fe3O4

【解析】

（1）根據(jù)鐵與水蒸氣反應(yīng)的條件是高溫，水的狀態(tài)是氣體分析可知A裝置的作用是造水蒸氣；燒瓶底部放碎瓷片的作用是防暴沸；

（2）B中是鐵與水蒸氣反應(yīng)生成氫氣和四氧化三鐵，根據(jù)反應(yīng)中化合價(jià)的變化進(jìn)行分析；

（3）D的作用是吸收未反應(yīng)的水蒸氣，干燥氫氣；

（4）根據(jù)氫氣還原氧化銅得到銅和水進(jìn)行分析；
（5）若先點(diǎn)燃B處，鐵會與氧氣先發(fā)生反應(yīng)，所以須先點(diǎn)燃A處；氫氣是可燃性氣體混有空氣會發(fā)生爆炸，需要驗(yàn)純；

（6）若鐵沒有反應(yīng)，則固體物質(zhì)為Fe；若鐵部分反應(yīng)，則固體物質(zhì)為Fe與Fe3O4的混合物；若鐵全部反應(yīng)，則固體物質(zhì)為Fe3O4。

（1）鐵與水蒸氣反應(yīng)的方程式為：3Fe+4H2OFe3O4+4H2↑，條件是高溫，水的狀態(tài)是氣體，所以A裝置的作用是提供水蒸氣，燒瓶底部放碎瓷片的作用是防止加熱時(shí)液體爆沸，故答案為：產(chǎn)生水蒸氣，防暴沸。

（2）B中是鐵與水蒸氣反應(yīng)生成氫氣和四氧化三鐵，反應(yīng)方程式為：3Fe+4H2OFe3O4+4H2↑，該反應(yīng)中鐵元素的化合價(jià)升高，被氧化，所以Fe是還原劑，Fe3O4是氧化產(chǎn)物，H2O中氫元素的化合價(jià)降低，被還原，所以H2O是氧化劑，故答案為：3Fe+4H2OFe3O4+4H2↑，H2O，F(xiàn)e3O4。

（3）D的作用是吸收未反應(yīng)的水蒸氣，干燥氫氣，故答案為：干燥氫氣。

（4）E是氫氣還原氧化銅的實(shí)驗(yàn)，氫氣還原氧化銅得到銅和水即H2+CuOCu+H2O，所以硬質(zhì)玻璃管中黑色固體變?yōu)樽霞t色，硬質(zhì)玻璃管右端管壁有液滴生成，故答案為：固體由黑色變?yōu)樽霞t色。

（5）若先點(diǎn)燃B處，鐵會與氧氣先發(fā)生反應(yīng)，所以須先點(diǎn)燃A處；氫氣是可燃性氣體混有空氣會發(fā)生爆炸，所以點(diǎn)燃E處酒精燈之前應(yīng)進(jìn)行的操作是驗(yàn)證氫氣的純度，方法是：收集一試管氣體，將試管口靠近酒精燈火焰，弱發(fā)出噗的聲音，說明氣體純凈；若發(fā)生尖銳爆鳴聲，說明氣體不純，故答案為：A；收集氣體并驗(yàn)純。

（6）若鐵沒有反應(yīng)，則固體物質(zhì)為Fe；若鐵部分反應(yīng)，則固體物質(zhì)為Fe與Fe3O4的混合物；若鐵全部反應(yīng)，則固體物質(zhì)為Fe3O4，故答案為：Fe3O4。