Question

圖（左）是還原鐵粉與水蒸氣反應的實驗裝置，實驗時，B中灰色的鐵粉變為黑色，且生成的黑色固體物質是一種可溶于稀鹽酸的較復雜化合物．請回答下列問題：

（1）B中發生反應的化學方程式為

3Fe+4H₂O（g）

高溫  .

Fe₃O₄+4H₂

．
（2）反應前A中投放碎瓷片的目的是

防止A中液體暴沸

．
（3）某次實驗后，取B中的固體物質少量，溶于足量稀鹽酸，再滴加KSCN溶液．溶液顏色無明顯變化，試解釋原因

在溶液中Fe³⁺被未反應的鐵粉完全還原

．
（4）如圖（左）中虛線部分，可以用右圖所示裝置代替，在X口點燃收集到的氣體即可檢驗H₂的存在．實驗開始時，打開K₁．K₂，關閉K₃，使反應先進行一段時間之后，必須進行

氫氣的驗純

 操作，方可關閉K₂．打開K₃，再收集氣體．當收集到半瓶氣體時，停止加熱，關閉K₁，若要使H₂順利逸出而進行點燃實驗，操作的方法是

關閉K₁，打開K₂，連續輕輕排擠壓塑料礦泉水瓶，使氫氣緩緩逸出

．
（5）替代裝置未像原裝置那樣使用干燥管，同樣順利完成了實驗，原因是

未反應的大量水蒸氣被瓶中的水冷凝

．

Answer 1

分析：（1）鐵在高溫下與水反應生成四氧化三鐵和氫氣；
（2）水的沸點為100℃，較低；
（3）根據鐵和水蒸氣的反應的反應物和生成物解答；
（4）可燃性的氣體點燃前須驗純；
（5）根據干燥管的作用解答．

解答：解：（1）鐵在高溫下與水反應生成四氧化三鐵和氫氣，反應方程式為：3Fe+4H₂O（g）

高溫  .

Fe₃O₄+4H₂ ，
故答案為：3Fe+4H₂O（g）

高溫  .

Fe₃O₄+4H₂ ；
（2）水的沸點為100℃，較低，反應前A中投放碎瓷片的目的是防止A中水暴沸，
故答案為：防止A中液體暴沸；
（3）鐵和水蒸氣反應，產物為四氧化三鐵和氫氣，當實驗時，B中灰色的鐵粉變為黑色，黑色固體中可能含有過量的鐵，取B中的固體物質少量，溶于足量稀鹽酸，再滴加KSCN溶液．溶液顏色無明顯變化，說明在溶液中Fe³⁺被未反應的鐵粉完全還原，
故答案為：在溶液中Fe³⁺被未反應的鐵粉完全還原；
（4）實驗開始時，打開K₁．K₂，關閉K₃，使反應先進行一段時間之后，在X口點燃收集到的氣體，不純的氫氣在點燃時會有爆鳴聲，爆鳴聲說明有氫氣生成，即可說明“鐵與水蒸氣”能夠進行反應，可燃性的氣體點燃前須驗純；當收集到半瓶氣體時，停止加熱，關閉K₁，若要使H₂順利逸出而進行點燃實驗，須關閉K₁，打開K₂，連續輕輕排擠壓塑料礦泉水瓶，使氫氣緩緩逸出，
故答案為：氫氣的驗純；關閉K₁，打開K₂，連續輕輕排擠壓塑料礦泉水瓶，使氫氣緩緩逸出；
（5）原裝置使用干燥管是干燥氫氣中的水蒸氣，含未反應的大量水蒸氣的氫氣經過替代裝置時，大量水蒸氣被瓶中的水冷凝，相當于原裝置使用干燥管，
故答案為：未反應的大量水蒸氣被瓶中的水冷凝．

點評：本題考查鐵及其化合物的性質實驗，結合相關的化學反應原理是解答的關鍵，本題難度不大．