Question

常溫下，鐵與水幾乎不反應，但高溫下，鐵能與水蒸氣反應，生成四氧化三鐵和氫氣．請設計實驗，證明鐵粉與水蒸氣能夠發生反應并且產生了氫氣．
（1）鐵粉與水蒸氣反應的化學方程式是：

3Fe+4H₂O

高溫  .

Fe₃O₄+4H₂

．

（2）某興趣小組同學用如圖所示裝置進行實驗（D可以重復利用），請你協助該小組同學完成以下實驗：①實驗結束后，發現B中鐵粉全部轉化產生了黑色塊狀固體，為了證明黑色固體不是鐵粉，該興趣小組同學取黑色固體進行實驗，請你幫他們完成下列實驗報告：

實驗操作	實驗現象	實驗結論
		黑色固體不是鐵粉

②為了除去B中出來的水蒸氣，該小組同學在C中首先連接了D作為洗氣裝置對氫氣進行干燥，則D瓶中填裝的藥品可以是

是濃硫酸

；
③為了收集和驗證所產生的氫氣，該小組同學使用D作為氣體的收集裝置，則氣體應該從

b

（填“a”或“b”）通入．

Answer 1

分析：（1）根據書寫化學方程式的方法和步驟，以及化學反應類型的判斷方法等，來分析填寫即可．
（2）①根據鐵能與酸反應生成氫氣的性質判斷；
②濃硫酸具有吸水性，可干燥某些氣體；
③根據氫氣的密度判斷收集方法；
④根據反應物的狀態和反應條件判斷收集裝置．

解答：解：（1）鐵粉與水蒸氣反應的化學方程式是：3Fe+4H₂O

高溫  .

Fe₃O₄+4H₂，反應物和生成物都是單質和化合物，符合置換反應的特點，屬于置換反應．故填：3Fe+4H₂O

高溫  .

Fe₃O₄+4H₂，置換反應．
（2）①根據鐵和四氧化三鐵的不同性質鑒定：鐵盒四氧化三鐵都有磁性，鐵和鹽酸反應生成氣體，四氧化三鐵和酸反應不生成氣體，也可用加入硫酸銅溶液無紅色物質析出也可鑒別；故答案為：

實驗操作	實驗現象	實驗結論
取少量黑色固體加入足量的稀鹽酸，充分反應	無氣泡產生	黑色固體不是鐵粉

②濃硫酸可干燥氫氣，故填濃硫酸；
③氫氣的密度比空氣小，收集到的氫氣在集氣瓶的上部，故要從短管通入，故填b．
④實驗室用濃鹽酸與二氧化錳共熱的方法來制取氯氣，反應物是固體和液體，需要加熱，故選A裝置．故填：該反應是固液反應，反應條件是加熱．
故答案為：（1）3Fe+4H₂O

高溫  .

Fe₃O₄+4H₂  
（2）①實驗報告：（若用磁鐵吸引不給分因為四氧化三鐵也有磁性，鹽酸必須足量，也可用稀硫酸等或者加入硫酸銅溶液無紅色物質析出也行，答案合理即可）

實驗操作	實驗現象	實驗結論
取少量黑色固體加入足量的稀鹽酸，充分反應	無氣泡產生	黑色固體不是鐵粉

②是濃硫酸；③b

點評：本題考查了化學方程式的書寫和反應類型的判斷，解答時，要嚴格按照化學方程式的書寫和反應類型的判斷方法及步驟，按部就班地細心分析和解答．