常溫下，在沒有氧氣存在時，鐵與水幾乎不反應。某化學興趣小組設計實驗探究在高溫下還原鐵粉與水蒸氣能夠發(fā)生反應，并檢驗其生成物。

甲、乙兩同學分別設計了如圖所示的兩套實驗裝置(所取的鐵粉均為a g)：

請回答下列問題：

(一)裝置的評價

(1)在水蒸氣的生成裝置中乙同學在燒瓶底部放置了幾片碎瓷片，其作用是___________；

(2)在反應裝置中甲同學在硬質玻璃管中放入的是還原鐵粉和石棉絨，石棉絨的作用是___

__________________；

(3)在收集裝置中甲同學用的是排水集氣法，這種方法存在的安全隱患是___________。

(二)實驗過程

(4)甲同學可以證明兩者發(fā)生反應的現(xiàn)象是______________________；

(5)從反應物元素的種類分析，生成的氣體可能是氫氣，進一步驗證的方法是_________；

(6)當玻璃管中的鐵粉充分反應后，停止實驗，稱量反應后固體產(chǎn)物質量為b，則固體產(chǎn)物的化學式為___________(用字母表示)。

(三)問題討論

(7)酒精燈和酒精噴燈點燃的順序是_____________。

(8)為了防止甲中氣體收集裝置發(fā)生的安全問題，可以在不增減儀器種類、數(shù)量，不改變其連接方式的前提下進行簡單的改造，請在甲中畫出你改造之處的示意圖。

(1)防止暴沸  (2)增加鐵粉與水蒸氣的接觸面積  (3)容易發(fā)生水的倒吸  (4)試管中有氣泡產(chǎn)生  (5)將收集到氣體的試管用拇指堵住，管口對著酒精燈火焰，松開拇指，如果能產(chǎn)生輕微的響聲，則證明有氫氣生成  (6)Fea/56O(b-a)/16  (7)先點燃酒精燈再點燃灑精噴燈  (8)圖略(將試管中的導管畫長，接近試管底部。)

解析：此題是實驗探究題，同時考查學生實驗操作中的各個注意事項。

(一)注意任何溶液的加熱煮沸實驗都要放入碎瓷片，防止暴沸；排水法收集易發(fā)生倒吸，若想不倒吸，只要導管不盡量伸到試管底部，排水后很快露出導管即可。

(二)二者反應之后就會產(chǎn)生氫氣，會看到有氣泡冒出；為了驗證產(chǎn)物是氫氣，利用氫氣的爆鳴聲，具體操作是：將收集到氣體的試管用拇指堵住，管口對著酒精燈火焰，松開拇指，如果能產(chǎn)生輕微的響聲，則證明有H2生成。

反應后固體產(chǎn)物應是鐵的含氧化合物，故增大的質量為氧的質量，所以固體產(chǎn)物的化學式為。

(三)要使Fe只跟水蒸氣反應，必須先將裝置內(nèi)的空氣全部排凈，所以先點燃酒精燈再點燃酒精噴燈。

練習冊系列答案
相關習題

科目：高中化學 來源： 題型：閱讀理解

(14分)欲用濃硝酸法(測定反應后生成氣體的量)測定某銅銀合金中銅的質量分數(shù)。資料表明：①反應中除生成NO2氣體外還有少量的NO生成；②常溫下N02與N2O4混合存在，在低于0℃時幾乎只有無色N2O4液體或晶體存在。為完成測定并驗證有NO生成，有人設計下圖實驗裝置。

(1)實驗開始前要先打開A部分的活塞K1，持續(xù)通一段時間的氮氣再關閉K1，這樣做的目的是________________________________________________。

(2)裝置B瓶的作用是___________________________________________。

(3)A中反應停止后，打開D中的活塞K2并通人氧氣，若反應中確有NO產(chǎn)生，則D中應出現(xiàn)的現(xiàn)象是________________；實驗發(fā)現(xiàn)，通人氧氣溫度的高低對實驗現(xiàn)象有較大影響，則為了便于觀察應通人_______________(填“冷”或“熱”)的氧氣。

(4)為了減少測量誤差，在A中反應完成和D中出現(xiàn)現(xiàn)象后，還應繼續(xù)進行的操作是：___________________________________________________。

(5)實驗測得下列數(shù)據(jù)：所用銅銀合金質量為15．0 g，濃硝酸的體積為40 mL，濃度為13．5mol·L－1。實驗后：A中溶液體積為40mL，H+濃度為1.0mol·L－1。若設反應中硝酸既無揮發(fā)也無分解，則：

    ①參加反應的硝酸的物質的量為______________；

    ②若已測出反應后E裝置的生成物含氮元素的質量，則為確定合金中銅的質量分數(shù)，還需要測定的數(shù)據(jù)是__________。

(6)實驗中只測定銅的質量分數(shù)，不驗證NO的產(chǎn)生，則在銅銀合金與硝酸反應后，只需簡單的實驗操作就可以達到目的，請簡述實驗過程_______________                                 ____。

【解析】本實驗的目的有兩個。一是驗證反應中除生成NO2氣體外還有少量的NO生成，二是測定某銅銀合金中銅的質量分數(shù)，解題時我們始終圍繞這兩個目的。要驗證有NO生成，就必須要保證整個裝置中沒有氧氣存在，否則即使生成NO，也會轉變成NO2，所以實驗開始前要先打開A部分的活塞K1，持續(xù)通一段時間的氮氣再關閉K1，這樣做的目的是排盡裝置中的空氣。檢驗NO的方法是將NO與O2反應生成紅棕色的NO2，由于反應中本來就生成NO2，所以必須將NO2與NO分離，結合題目不難得到裝置C的作用就是將NO2轉變成無色N2O4液體或晶體。如果溫度過低NO2會轉變成無色N2O4液體或晶體，所以為了便于觀察應通人熱的氧氣。要測定某銅銀合金中銅的質量分數(shù)除知道銅銀合金的質量外，還必須測得與銅銀合金相關的另外一個量，方可列方程組求解。結合題意，可知方法為測出氮的氧化物的質量。由于氮的氧化物存在于C、E兩個裝置中，所以必須測出兩個裝置的質量變化。另為保證測定準確，在A中反應完成和D中出現(xiàn)現(xiàn)象后，還應打開K1、K2，持續(xù)一段時間的N2和O2，以保證氮的氧化物被充分吸收。計算參加反應的硝酸的物質的量可以利用原子守恒進行計算，反應后剩余硝酸是0.04mol，反應前硝酸是0.04L×13.5mol/L＝0.54mol，剩余參加反應的硝酸是0.5mol。因為溶液中含有銀離子，剩余可以通過沉淀法來測定銀的物質的量。

 

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科目：高中化學 來源：2014屆河北省高一下學期期中考試化學試卷（解析版） 題型：實驗題

(14分)欲用濃硝酸法(測定反應后生成氣體的量)測定某銅銀合金中銅的質量分數(shù)。資料表明：①反應中除生成NO2氣體外還有少量的NO生成；②常溫下N02與N2O4混合存在，在低于0℃時幾乎只有無色N2O4液體或晶體存在。為完成測定并驗證有NO生成，有人設計下圖實驗裝置。

(1)實驗開始前要先打開A部分的活塞K1，持續(xù)通一段時間的氮氣再關閉K1，這樣做的目的是________________________________________________。

(2)裝置B瓶的作用是___________________________________________。

(3)A中反應停止后，打開D中的活塞K2并通人氧氣，若反應中確有NO產(chǎn)生，則D中應出現(xiàn)的現(xiàn)象是________________；實驗發(fā)現(xiàn)，通人氧氣溫度的高低對實驗現(xiàn)象有較大影響，則為了便于觀察應通人_______________(填“冷”或“熱”)的氧氣。

(4)為了減少測量誤差，在A中反應完成和D中出現(xiàn)現(xiàn)象后，還應繼續(xù)進行的操作是： ___________________________________________________。

(5)實驗測得下列數(shù)據(jù)：所用銅銀合金質量為15．0 g，濃硝酸的體積為40 mL，濃度為13．5mol·L－1。實驗后：A中溶液體積為40mL，H+濃度為1.0mol·L－1。若設反應中硝酸既無揮發(fā)也無分解，則：

    ①參加反應的硝酸的物質的量為______________；

    ②若已測出反應后E裝置的生成物含氮元素的質量，則為確定合金中銅的質量分數(shù)，還需要測定的數(shù)據(jù)是__________。

(6)實驗中只測定銅的質量分數(shù)，不驗證NO的產(chǎn)生，則在銅銀合金與硝酸反應后，只需簡單的實驗操作就可以達到目的，請簡述實驗過程_______________                                  ____。

【解析】本實驗的目的有兩個。一是驗證反應中除生成NO2氣體外還有少量的NO生成，二是測定某銅銀合金中銅的質量分數(shù)，解題時我們始終圍繞這兩個目的。要驗證有NO生成，就必須要保證整個裝置中沒有氧氣存在，否則即使生成NO，也會轉變成NO2，所以實驗開始前要先打開A部分的活塞K1，持續(xù)通一段時間的氮氣再關閉K1，這樣做的目的是排盡裝置中的空氣。檢驗NO的方法是將NO與O2反應生成紅棕色的NO2，由于反應中本來就生成NO2，所以必須將NO2與NO分離，結合題目不難得到裝置C的作用就是將NO2轉變成無色N2O4液體或晶體。如果溫度過低NO2會轉變成無色N2O4液體或晶體，所以為了便于觀察應通人熱的氧氣。要測定某銅銀合金中銅的質量分數(shù)除知道銅銀合金的質量外，還必須測得與銅銀合金相關的另外一個量，方可列方程組求解。結合題意，可知方法為測出氮的氧化物的質量。由于氮的氧化物存在于C、E兩個裝置中，所以必須測出兩個裝置的質量變化。另為保證測定準確，在A中反應完成和D中出現(xiàn)現(xiàn)象后，還應打開K1、K2，持續(xù)一段時間的N2和O2，以保證氮的氧化物被充分吸收。計算參加反應的硝酸的物質的量可以利用原子守恒進行計算，反應后剩余硝酸是0.04mol，反應前硝酸是0.04L×13.5mol/L＝0.54mol，剩余參加反應的硝酸是0.5mol。因為溶液中含有銀離子，剩余可以通過沉淀法來測定銀的物質的量。

 

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