Question

【題目】圖1是課本“還原鐵粉與水蒸氣反應”的實驗裝置圖。

(1)鐵粉與水蒸氣反應的化學方程式是___。

(2)證明還原鐵粉與水蒸氣發(fā)生了反應的現(xiàn)象是___。

某同學設計圖2裝置進行“鐵與水蒸氣反應”的實驗。(圖中部分夾持及尾氣處理裝置略)

(3)圖1裝置中濕棉花的作用與圖2中___(填“A、B、C、D、E”)裝置的作用一樣。

(4)裝置D的作用是干燥氫氣，請在方框內(nèi)補充完整的裝置和試劑___。

(5)實驗結束，該同學取反應后裝置B中固體混合物溶于足量稀硫酸，再向其中滴加幾滴KSCN溶液，振蕩，未見溶液變紅，得出結論“反應后裝置B中固體混合物”不含Fe3O4。你認為正確嗎？為什么？你認為___，理由是___。

(6)某同學為實現(xiàn)“常溫下鐵與液態(tài)水的反應”設計了圖3裝置。實驗中發(fā)現(xiàn)碳棒上冒氣泡，蒸餾水中出現(xiàn)白色沉淀。書寫該實驗發(fā)生的化學方程式___。

Answer 1

【答案】3Fe+4H2OFe3O4+4H2 肥皂泡上升，點燃有爆鳴聲 A 不正確 如果反應后混合物中還有未反應的鐵粉，鐵粉會將溶液中的Fe3+全部還原為Fe2+，即便加KSCN溶液也不變紅色 Fe+2H2OFe(OH)2↓+H2↑

【解析】

鐵粉可以和水蒸氣高溫條件反應生成四氧化三鐵和氫氣，圖1中濕棉花可以產(chǎn)生水蒸氣，然后進行反應，生成的氫氣會在肥皂液中吹出氣泡，由于氫氣的密度比空氣小，氣泡會上浮，且點燃有爆鳴聲；圖2中裝置A可以受熱產(chǎn)生水蒸氣，進入裝置B進行反應，裝置C用向下排空氣法收集氫氣，為驗證氫氣的生成，可將其通過裝置E與灼熱的氧化銅反應，通入裝置E前需先將氫氣干燥，若有氫氣生成可以將氧化銅還原成銅單質(zhì)，可以看到黑色固體變?yōu)榧t色。

(1)Fe粉與水蒸氣在高溫下反應生成Fe3O4和氫氣，方程式為：3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2；

(2)圖1中若生成的氣體會使肥皂泡上升，且點燃有爆鳴聲，可以證明還原鐵粉與水蒸氣發(fā)生了反應；

(3)圖1裝置中濕棉花的作用是提供水得到與鐵粉反應的水蒸氣，圖2中裝置A提供水蒸氣，與濕棉花的作用相同；

(4)氫氣為中性氣體，可以用濃硫酸或堿石灰干燥，若用堿石灰干燥，則裝置如圖；

(5)若反應后混合氣體中還有未反應的鐵粉，鐵粉會將溶液中的Fe3+全部還原為Fe2+，即便滴加KSCN溶液也不會顯紅色，所以該說法不正確；

(6)實驗中發(fā)現(xiàn)碳棒上冒氣泡，根據(jù)鐵粉與水蒸氣的反應產(chǎn)物，可推測出該氣體應為氫氣；蒸餾水中出現(xiàn)白色沉淀，結合參與反應的幾種物質(zhì)所含的元素，只有Fe元素可以產(chǎn)生沉淀，而沉淀為白色，Fe(OH)3是紅褐色沉淀，說明該沉淀應為Fe(OH)2，結合電子守恒和元素守恒可得方程式為Fe+2H2OFe(OH)2↓+H2↑。