Question

【題目】在常溫下，Fe與水并不起反應(yīng)，但在高溫下，Fe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(shí)驗(yàn)”。

請(qǐng)回答該實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)前必須對(duì)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，碎瓷片的作是__________________________________。

（4）酒精燈和酒精噴燈點(diǎn)燃的順序是________________________________________。

（5）干燥管中盛裝是的物質(zhì)是___________________，作用是___________________。

Answer 1

【答案】3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2 Fe H2O 在玻璃管口A處接一斷乳膠管，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(shí)間水柱不回落，則標(biāo)明該套裝置氣密性良好 為硬質(zhì)玻璃管內(nèi)Fe與水蒸氣的反應(yīng)實(shí)驗(yàn)提供持續(xù)不斷的水蒸氣 防止爆沸事故的發(fā)生 先點(diǎn)燃酒精燈，產(chǎn)生水蒸氣后，再點(diǎn)燃酒精噴燈；防止先點(diǎn)燃酒精噴燈所導(dǎo)致的Fe與O2的反應(yīng) 堿石灰干燥劑 除去反應(yīng)產(chǎn)生的H2中的水蒸氣

【解析】

鐵與水蒸氣在加熱條件下發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成四氧化三鐵和氫氣，實(shí)驗(yàn)時(shí)先加熱酒精燈，以提供水蒸氣，且排除空氣，防止鐵與氧氣反應(yīng)，生成氫氣可用堿石灰干燥，用點(diǎn)燃的方法檢驗(yàn)氫氣，注意防止不純的氣體爆炸，以此解答該題。

(1)鐵與水蒸氣發(fā)生氧化還原反應(yīng)：3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2，根據(jù)化合價(jià)升降來判斷氧化劑和還原劑，因鐵元素的化合價(jià)升高，則鐵作還原劑，水中氫元素的化合價(jià)降低，水作氧化劑；

(2)實(shí)驗(yàn)前必須對(duì)整套裝置進(jìn)行氣密性檢查，檢查方法是在玻璃管口A處接一斷乳膠管，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(shí)間水柱不回落，則標(biāo)明該套裝置氣密性良好；

(3)因?yàn)榉磻?yīng)物為水蒸氣與鐵，所以這里加熱的目的就是提供水蒸氣，燒瓶底部應(yīng)事先放置碎瓷片，放碎瓷片的目的是防止暴沸；

(4)空氣中的氧氣會(huì)和金屬鐵反應(yīng)，為防止氧氣干擾，應(yīng)該先點(diǎn)燃酒精燈，產(chǎn)生水蒸氣，并除去裝置內(nèi)空氣，后再點(diǎn)燃酒精噴燈，可防止加熱鐵粉時(shí)與空氣中氧氣反應(yīng)；

(5)干燥管應(yīng)只能盛裝固體干燥劑，一般為堿石灰，用于干燥氫氣。