Question

8．某實驗小組欲在實驗室中進行鐵與水蒸氣的實驗，實驗裝置如下：

圖中a處放有濕棉花團，b處放入的是還原鐵粉和石棉絨的混合物，c處為酒精燈，d處為帶有鐵絲網(wǎng)罩的酒精燈，夾持裝置省略．回答下列問題：
（1）b處發(fā)生的化學方程式為3Fe+4H₂O（g）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Fe₃O₄+4H₂．
（2）d處的鐵絲網(wǎng)罩的作用是提高酒精燈火焰的溫度．
（3）本實驗會產(chǎn)生可燃性氣體，在點燃之前需要驗純，驗純該氣體的方法是：用向下排空氣法（排水法）收集一小試管氣體，用拇指扣緊試管口，管口朝下，移向酒精燈火焰，松開拇指，聽爆鳴聲不尖銳，說明純凈
（4）該小組同學在進行實驗時，發(fā)現(xiàn)用于加熱的大試管極易炸裂，可能的原因是加熱過程中，棉花中的水流下或水蒸氣在試管口處冷凝
（5）該小組同學欲確定反應后硬質(zhì)試管中固體物質(zhì)的成分，待硬質(zhì)試管冷卻后，取少許固體物質(zhì)于試管中，并向試管中加稀硫酸；取少量所得溶液于試管中，滴加幾滴KSCN溶液，溶液未變紅色，則硬質(zhì)試管中固體物質(zhì)的成分有：Fe₃O₄和Fe．（填化學式）

Answer 1

分析 （1）鐵與水蒸氣在加熱時反應生成四氧化三鐵和氫氣；
（2）酒精燈火焰上有鐵絲網(wǎng)罩可以使火焰集中，提高加熱溫度；
（3）本實驗生成的氣體是氫氣，驗純可燃性氣體的方法是少量點燃法即爆鳴氣法；
（4）棉花中有水，水流到b處，加熱可能會使試管炸裂；
（5）遇KSCN溶液不變色，說明溶液中沒有鐵離子，生成的鐵離子被鐵還原．

解答 解：（1）鐵與水蒸氣在加熱時反應生成四氧化三鐵和氫氣，反應方程式為：3Fe+4H₂O（g）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Fe₃O₄+4H₂，故答案為：3Fe+4H₂O（g）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Fe₃O₄+4H₂；
（2）酒精燈火焰上有鐵絲網(wǎng)罩可以使火焰集中，提高加熱溫度，故答案為：提高酒精燈火焰的溫度；
（3）驗純可燃性氣體的方法是少量點燃法即爆鳴氣法，具體方法是：用向下排空氣法（排水法）收集一小試管氣體，用拇指扣緊試管口，管口朝下，移向酒精燈火焰，松開拇指，聽爆鳴聲不尖銳，說明純凈，
故答案為：用向下排空氣法（排水法）收集一小試管氣體，用拇指扣緊試管口，管口朝下，移向酒精燈火焰，松開拇指，聽爆鳴聲不尖銳，說明純凈；
（4）試管中有水滴時，加熱容易使試管炸裂，可能的原因是加熱過程中，棉花中的水流下或水蒸氣在試管口處冷凝，故答案為：加熱過程中，棉花中的水流下或水蒸氣在試管口處冷凝；
（5）鐵與水蒸氣在加熱時反應生成四氧化三鐵，用稀硫酸溶解后，加入KSCN溶液沒有變紅，說明溶液中沒有鐵離子，可知固體中還有鐵，鐵離子被鐵還原了，所以固體中有Fe₃O₄和Fe，故答案為：Fe₃O₄和Fe．

點評 本題考查了鐵與水蒸氣的反應裝置的設計以及反應方程式、生成物的檢驗，難度不大，注意反應方程式中水是水蒸氣．