Question

【題目】某化學興趣小組利用如圖裝置進行鐵與水蒸氣反應的實驗，并檢驗產物的性質，請回答下列問題：

（1）A裝置的作用是____________，燒瓶底部放碎瓷片的作用是_____________。

（2）裝置B中發生反應的化學方程式是___________，該反應中氧化劑是__________，氧化產物是_____________。

（3）D的作用是__________。

（4）E中的實驗現象是_______________。

（5）A、B兩個裝置中應先點燃____處的酒精(噴)燈，點燃E處酒精燈之前應進行的操作是_______。

（6）該同學對反應后硬質試管中固體物質的組成提出了如下假設：

假設1：只有Fe；

假設2：只有________；

假設3：既有Fe也有Fe3O4。

Answer 1

【答案】產生水蒸氣 防暴沸 3Fe+4H2O（g）=Fe3O4+4H2(高溫) H2O Fe3O4 干燥氫氣 固體由黑色變為紫紅色 A 收集氣體并驗純 Fe3O4

【解析】

（1）根據鐵與水蒸氣反應的條件是高溫，水的狀態是氣體分析可知A裝置的作用是造水蒸氣；燒瓶底部放碎瓷片的作用是防暴沸；

（2）B中是鐵與水蒸氣反應生成氫氣和四氧化三鐵，根據反應中化合價的變化進行分析；

（3）D的作用是吸收未反應的水蒸氣，干燥氫氣；

（4）根據氫氣還原氧化銅得到銅和水進行分析；
（5）若先點燃B處，鐵會與氧氣先發生反應，所以須先點燃A處；氫氣是可燃性氣體混有空氣會發生爆炸，需要驗純；

（6）若鐵沒有反應，則固體物質為Fe；若鐵部分反應，則固體物質為Fe與Fe3O4的混合物；若鐵全部反應，則固體物質為Fe3O4。

（1）鐵與水蒸氣反應的方程式為：3Fe+4H2OFe3O4+4H2↑，條件是高溫，水的狀態是氣體，所以A裝置的作用是提供水蒸氣，燒瓶底部放碎瓷片的作用是防止加熱時液體爆沸，故答案為：產生水蒸氣，防暴沸。

（2）B中是鐵與水蒸氣反應生成氫氣和四氧化三鐵，反應方程式為：3Fe+4H2OFe3O4+4H2↑，該反應中鐵元素的化合價升高，被氧化，所以Fe是還原劑，Fe3O4是氧化產物，H2O中氫元素的化合價降低，被還原，所以H2O是氧化劑，故答案為：3Fe+4H2OFe3O4+4H2↑，H2O，Fe3O4。

（3）D的作用是吸收未反應的水蒸氣，干燥氫氣，故答案為：干燥氫氣。

（4）E是氫氣還原氧化銅的實驗，氫氣還原氧化銅得到銅和水即H2+CuOCu+H2O，所以硬質玻璃管中黑色固體變為紫紅色，硬質玻璃管右端管壁有液滴生成，故答案為：固體由黑色變為紫紅色。

（5）若先點燃B處，鐵會與氧氣先發生反應，所以須先點燃A處；氫氣是可燃性氣體混有空氣會發生爆炸，所以點燃E處酒精燈之前應進行的操作是驗證氫氣的純度，方法是：收集一試管氣體，將試管口靠近酒精燈火焰，弱發出噗的聲音，說明氣體純凈；若發生尖銳爆鳴聲，說明氣體不純，故答案為：A；收集氣體并驗純。

（6）若鐵沒有反應，則固體物質為Fe；若鐵部分反應，則固體物質為Fe與Fe3O4的混合物；若鐵全部反應，則固體物質為Fe3O4，故答案為：Fe3O4。