Question

17．在常溫下，F(xiàn)e與水并不起反應(yīng)，但在高溫下，F(xiàn)e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)的化學(xué)方程式3Fe+4H₂O $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Fe₃O₄+4H₂；
（2）實(shí)驗(yàn)前必須對(duì)整套裝置進(jìn)行的操作是檢驗(yàn)裝置的氣密性；
（3）酒精燈和酒精噴燈點(diǎn)燃的順序是先點(diǎn)燃酒精燈，產(chǎn)生水蒸氣后，再點(diǎn)燃酒精噴燈，為什么？防止先點(diǎn)燃酒精噴燈導(dǎo)致Fe與O₂的反應(yīng)．
（4）干燥管中盛裝是的物質(zhì)是堿石灰，作用是除去反應(yīng)產(chǎn)生的H₂中的水蒸氣．
（5）試管中收集氣體是氫氣，如果要在A處玻璃管處點(diǎn)燃該氣體，則必須對(duì)該氣體進(jìn)行驗(yàn)純，這一操作的目的是防止點(diǎn)燃時(shí)，氫氣因含有氧氣而爆炸．

Answer 1

分析 （1）生成物是四氧化三鐵和氫氣；
（2）實(shí)驗(yàn)前必須對(duì)整套裝置進(jìn)行氣密性檢查；
（3）如果在一套裝置中需要兩處加熱，一定要注意點(diǎn)燃加熱儀器的順序，一般是根據(jù)實(shí)驗(yàn)的安全性和對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響來考慮；該裝置先點(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)燃酒精噴燈導(dǎo)致Fe與O₂的反應(yīng)．；
（4）干燥管內(nèi)固體干燥劑一般用無水氯化鈣或固體氫氧化鈉和堿石灰等，要注意干燥劑不能和被干燥的物質(zhì)反應(yīng)；
（5）鐵與水蒸氣反應(yīng)生成氫氣；點(diǎn)燃?xì)錃馇耙欢ㄒ獧z驗(yàn)純度，防止發(fā)生爆炸．

解答 解：（1）鐵與水蒸氣發(fā)生氧化還原反應(yīng)，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：3Fe+4H₂O $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Fe₃O₄+4H₂，
故答案為：3Fe+4H₂O $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Fe₃O₄+4H₂；
（2）裝置氣密性影響實(shí)驗(yàn)進(jìn)程，所以實(shí)驗(yàn)前必須對(duì)整套裝置進(jìn)行氣密性檢查，
故答案為：檢驗(yàn)裝置的氣密性；
（3）點(diǎn)燃加熱儀器的順序要考慮實(shí)驗(yàn)的安全性和對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響，在本實(shí)驗(yàn)中為了防止鐵與空氣中的氧氣在加強(qiáng)熱的條件下反應(yīng)，應(yīng)該先點(diǎn)燃酒精燈，產(chǎn)生水蒸氣后，排掉硬質(zhì)玻璃管內(nèi)空氣，再點(diǎn)燃酒精噴燈，
故答案為：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)燃酒精噴燈導(dǎo)致Fe與O₂的反應(yīng)；
（4）收集干燥氫氣，需要用干燥劑除去反應(yīng)產(chǎn)生的H₂中的水蒸氣，氫氣為中性氣體，可以用堿石灰干燥，
故答案為：堿石灰；除去反應(yīng)產(chǎn)生的H₂中的水蒸氣；
（5）鐵與水蒸氣的反應(yīng)為：3Fe+4H₂O $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Fe₃O₄+4H₂，所以收集的氣體為氫氣；氫氣為易燃?xì)怏w，純度不足時(shí)會(huì)發(fā)生爆炸，所以點(diǎn)燃?xì)錃馇耙欢ㄒ獧z驗(yàn)純度，防止發(fā)生爆炸，
故答案為：氫氣；驗(yàn)純；防止點(diǎn)燃時(shí)，氫氣因含有氧氣而爆炸．

點(diǎn)評(píng) 本題為鐵及其化合物的性質(zhì)實(shí)驗(yàn)，題目難度中等，注意掌握裝置氣密性的方法及檢驗(yàn)氣體純度的方法，試題培養(yǎng)了學(xué)生的分析能力及化學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Γ?/p>