Question

【題目】已知紅熱的鐵能與水蒸氣反應生成氫氣。現用如圖所示裝置進行鐵在高溫下與水蒸氣反應的實驗,并用簡單的方法收集、檢驗生成的氫氣。請回答下列問題。

(1)寫出鐵在高溫下與水蒸氣反應的化學方程式: _____________________

(2)干燥管C中盛放的藥品是________；干燥管的_______(填“m”或“n”)端與g導管相連接。

(3)怎樣用簡單的方法檢驗收集到的氣體是氫氣?簡述實驗操作步驟和現象：_____

(4)若收集到標準狀況下的H2 11.2 L,則參加反應的鐵粉的質量為____________g。

(5)當固體質量增加16 g時，生成H2的質量為____________g。

Answer 1

【答案】3Fe+4H2O(g)= Fe3O4+4H2↑ 堿石灰 n 用拇指堵住試管口。試管口向上，靠近酒精燈火焰，松開拇指發出爆鳴聲，說明收集到的氣體是氫氣 21 2

【解析】

(1) 鐵在高溫下與水蒸氣反應生成四氧化三鐵和氫氣；

(2)干燥管C為吸收未反應的水蒸氣，可用堿石灰干燥；為保證干燥效果，氣流的流向為干燥管大口進，小口出；

(3)收集的氫氣在點燃時有爆鳴聲，則驗證收集氣體為氫氣；

(4) 根據方程式計算；

(5)反應前為Fe，反應后為鐵的氧化物，固體增加的為O的質量。

(1) 鐵在高溫下與水蒸氣反應生成四氧化三鐵和氫氣，方程式為3Fe+4H2O(g)= Fe3O4+4H2↑；

(2)干燥管C為吸收未反應的水蒸氣，可用堿石灰干燥；為保證干燥效果，氣流的流向為干燥管大口進，小口出，即n進m出；

(3)氫氣能夠與氧氣反應，若收集的氣體在點燃時有爆鳴聲，則可驗證收集氣體為氫氣；具體的操作及現象為：用拇指堵住試管口，試管口向上，靠近酒精燈火焰，松開拇指發出爆鳴聲，說明收集到的氣體是氫氣；

(4) 標準狀況下H2為11.2 L，即0.5mol，根據方程式3Fe+4H2O(g)= Fe3O4+4H2↑可知，參加反應的Fe為0.375mol，m=nM=0.375mol×56g/mol=21g；

(5)反應前為Fe，反應后為鐵的氧化物，固體增加的為O的質量，固體質量增加16 g時，n（O）=1mol，根據原子守恒可知，反應的Fe3O4為0.25mol，則生成氫氣的物質的量為1mol，其質量為2g。