Question

下面是某化學學習小組通過實驗探究來學習“鐵的三種價態之間的轉化”的案例．
（1）材料及試劑：具支試管、

 

（玻璃儀器）、U形管、多孔塑料墊板、粗（細）玻璃管、酒精燈、鐵架臺、止水夾、乳膠管、單孔塞、鋅粒、FeO、Fe₂O₃、稀硫酸等．
（2）實驗裝置

實驗前需要檢查該裝置的氣密性，方法是

 

．
（3）U形管中裝入的藥品是

 

，其作用是

 

．
（4）待鋅粒與稀硫酸反應一段時間后，再點燃酒精燈甲和酒精燈乙，這樣操作的必要性是

 

．
（5）實驗完畢，關閉止水夾，熄滅兩只酒精燈，可以觀察到具支試管與長頸漏斗中的現象是

 

，
關閉止水夾的目的是

 

．
（6）玻璃管冷卻后，取出玻璃管內的物質檢驗有單質鐵存在，寫出玻璃管內發生反應的化學方程式：

 

．

Answer 1

分析：（1）對照實驗裝置圖結合已經給定的材料來尋找缺少的玻璃儀器；
（2）該裝置中有長頸漏斗，故可采用注水法檢查裝置氣密性；
（3）鐵的氧化物的還原需要干燥的還原性氣體，否則水蒸氣容易與還原出的鐵反應；
（4）反應前裝置中有空氣，剛通入氫氣時便加熱，可能會導致爆炸；
（5）熄滅酒精燈，玻璃管內反應結束，關閉止水夾，鋅粒與酸仍然反應產生氣體，根據裝置內氣壓升高來確定現象；
（6）鐵的氧化物被氫氣還原，可以得到金屬鐵和水．

解答：解：（1）對照實驗裝置圖可知，缺少的玻璃儀器是長頸漏斗，故答案為：長頸漏斗（答“分液漏斗”或“漏斗”錯）；
（2）該裝置中有長頸漏斗，可采用注水法檢查裝置氣密性：關閉止水夾，在長頸漏斗中注入水，如果漏斗中能夠形成一段水柱，且水柱在短時間內不回落，則證明該裝置氣密性良好，故答案為：關閉止水夾，在長頸漏斗中注入水，如果漏斗中能夠形成一段水柱，且水柱在短時間內不回落，則證明該裝置氣密性良好；
（3）鐵的氧化物的還原需要干燥的還原性氣體，否則水蒸氣容易與還原出的鐵反應，故U形管中是干燥劑，可以選擇堿石灰（或無水氯化鈣），故答案為：堿石灰（或無水氯化鈣）；除去氫氣中的水蒸氣（或答“干燥氫氣”）；
（4）反應前裝置中有空氣，若剛通入氫氣時便加熱，可能會導致爆炸，故采用先通入氫氣排出空氣然后再加熱的方法排出裝置體系中的空氣，防止爆炸，故答案為：排出裝置體系中的空氣，防止爆炸；
（5）熄滅酒精燈，玻璃管內反應結束，關閉止水夾，因為鋅粒與酸仍然反應產生氣體，使裝置內氣壓升高，具支試管中的液體被壓入長頸漏斗中，故答案為：具支試管中的液面下降，長頸漏斗中的液面上升；防止被還原出的鐵再被氧化；
（6）鐵的氧化物被氫氣還原，可以得到金屬鐵和水，即FeO+H₂

加熱  .

Fe+H₂O、Fe₂O₃+3H₂

加熱  .

2Fe+3H₂O，故答案為：FeO+H₂

加熱  .

Fe+H₂O、Fe₂O₃+3H₂

加熱  .

2Fe+3H₂O．

點評：本題以試驗方式考查學生金屬鐵以及化合物的性質，增加了難度，綜合性強，難度大．