Question

【題目】現在有兩個化學反應，一個反應的產物是另一個反應的反應物，且一個反應的反應物是另一個反應的產物。如果把其中一個反應叫做“正反應”，那么另一個反應就是這個反應的“逆反應”。在一定條件下用普通鐵粉和水蒸氣反應，可以得到可以被磁鐵吸引的鐵的氧化物。該氧化物又可以經過此反應的逆反應，生成顆粒很細的鐵粉。這種鐵粉具有很高的反應活性，在空氣中受撞擊或受熱時會燃燒，所以俗稱“引火鐵”。請分別用下圖中示意的兩套儀器裝置，制取上述鐵的氧化物和“引火鐵”。實驗中必須使用普通鐵粉和20%的鹽酸溶液，其他試劑自選（裝置中必要的鐵架臺、鐵夾、鐵圈、石棉網、加熱設備等在圖中均已略去）。填寫下列空白：

（1）實驗進行時試管A中應加入的試劑是_____；燒瓶B的作用是_____；燒瓶C的作用是_____；在試管D中收集得到的是_____。

（2）實驗時，U型管G中應加入的試劑是_____；長頸漏斗H中應加入_______。

（3）兩套裝置中，在實驗時需要加熱的儀器是（填該儀器對應的字母）___。

（4）試管E中發生反應的化學方程式是___________________。

（5）為了安全，在E管中的反應發生前，在F出口處必須______________。

Answer 1

【答案】普通鐵粉（或鐵粉）；作為水蒸氣發生器（或用來產生水蒸氣）；防止水倒吸（或用 作安全瓶）；氫氣。固體 NaOH（或堿石灰、CaO 等堿性固體干燥劑）；20%的鹽酸溶液。A、B、E。Fe3O4+4H23Fe+4H2O檢驗氫氣的純度。

【解析】

閱讀題目，弄清“正反應”和“逆反應”的涵義，結合題目中的要求，弄清本題涉及的反應是鐵與水的反應和四氧化三鐵與氫氣的反應，結合已有的知識進行分析解答。

（1）根據題干中所提供信息可知試管A中發生的反應是制取鐵的氧化物，試管A中應加入的試劑是普通鐵粉（或鐵粉）；根據“在一定條件下用普通鐵粉和水蒸氣反應，可以得到可以被磁鐵吸引的鐵的氧化物” 燒瓶B所起的作用作為水蒸氣發生器（或用來產生水蒸氣），被磁鐵吸引的鐵的氧化物是四氧化三鐵，根據質量守恒定律可以推斷出實驗中除了生成四氧化三鐵外還會生成氫氣；為了防止裝置壓強減小，引起水的倒流故在試管和收集氣體的試管中間加上了燒瓶，是為了防止水倒吸（或用作安全瓶）；

（2）裝置I是用來制取氫氣的裝置，可用活潑金屬與鹽酸反應，所以裝置H是用來添加鹽酸的，根據題意長頸漏斗H中應加入20%的鹽酸溶液，由于使用的是稀鹽酸來制取氫氣，所以在產生氫氣的同時可能帶出部分水蒸氣和氯化氫氣體，故在U型管中加入固體來干燥氣體，吸收氯化氫和水蒸氣，所以U型管中為固體NaOH（或堿石灰、CaO等堿性固體干燥劑）；

（3）反應是在高溫的條件下反應的，所以A和E裝置要加熱，同時反應需要水蒸氣的參加，故B也需要加熱，答案為：A、B、E；

（4）試管E中發生的反應是普通鐵粉和水蒸氣反應的“逆反應”，反應物是氫氣和四氧化三鐵，在高溫條件下生成鐵和水，反應的化學方程式是Fe3O4+4H23Fe+4H2O；

（5）氫氣是可燃性氣體，做氫氣的性質實驗時必須保證氫氣是純凈的，為了安全，在E管中的反應發生前，在F出口處必須檢驗氫氣的純度。