Question

5．圖1是課本“還原鐵粉與水蒸氣反應(yīng)”的實(shí)驗(yàn)裝置圖．

（1）鐵粉與水蒸氣反應(yīng)的化學(xué)方程式是3Fe+4H₂O$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Fe₃O₄+4H₂↑．
（2）圖1證明還原鐵粉與水蒸氣發(fā)生了反應(yīng)的現(xiàn)象是肥皂泡上升，點(diǎn)燃有爆鳴聲．
某同學(xué)設(shè)計(jì)圖2裝置進(jìn)行“鐵與水蒸氣反應(yīng)”的實(shí)驗(yàn)．（圖中部分夾持及尾氣處理裝置略）
（3）圖1裝置中濕棉花的作用與圖2中A（填“A、B、C、D、E”）裝置的作用一樣．
（4）裝置D的作用是干燥氫氣，請(qǐng)?jiān)诜娇騼?nèi)補(bǔ)充完整的裝置和試劑．
（5）實(shí)驗(yàn)結(jié)束，該同學(xué)取反應(yīng)后裝置B中固體混合物溶于足量稀硫酸，再向其中滴加幾滴KSCN溶液，振蕩，未見溶液變紅，得出結(jié)論“反應(yīng)后裝置B中固體混合物”不含F(xiàn)e₃O₄．你認(rèn)為正確嗎？為什么？你認(rèn)為不正確，理由是如果反應(yīng)后混合氣體中還有未反應(yīng)的鐵粉，鐵粉會(huì)將溶液中的Fe³⁺全部還原為Fe²⁺，即便滴加KSCN溶液也不會(huì)顯紅色．
（6）某同學(xué)為實(shí)現(xiàn)“常溫下鐵與液態(tài)水的反應(yīng)”設(shè)計(jì)了圖3裝置．實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)碳棒上冒氣泡，蒸餾水中出現(xiàn)白色沉淀．書寫該實(shí)驗(yàn)發(fā)生的化學(xué)方程式Fe+2H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$Fe（OH）₂↓+H₂↑．

Answer 1

分析 （1）Fe粉與水蒸氣在高溫下反應(yīng)生成Fe₃O₄和氫氣；
（2）還原鐵粉與水蒸氣生成的氫氣通入肥皂水會(huì)產(chǎn)生氣泡；
（3）反應(yīng)物為鐵和水蒸氣，圖2中A用于制備水蒸氣；
（4）氫氣不與濃硫酸、堿石灰反應(yīng)，可以用二者干燥，據(jù)此畫出裝置圖；
（5）根據(jù)若鐵粉剩余，鐵粉能夠?qū)⑸�成的鐵離子還原為亞鐵離子分析；
（6）鐵為陽極，陽極Fe失去電子生成亞鐵離子，陰極氫離子得到電子生成氫氣，據(jù)此寫出電極總反應(yīng)．

解答 解：（1）Fe粉與水蒸氣在高溫下反應(yīng)生成Fe₃O₄和氫氣，方程式為：3Fe+4H₂O（g）$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Fe₃O₄+4H₂，
故答案為：3Fe+4H₂O（g）$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Fe₃O₄+4H₂；
（2）圖1中若生成的氣體會(huì)使肥皂泡上升，且點(diǎn)燃有爆鳴聲，可以證明還原鐵粉與水蒸氣發(fā)生了反應(yīng)，
故答案為：肥皂泡上升，點(diǎn)燃有爆鳴聲；
（3）圖1裝置中濕棉花的作用是提供水，以便得到與鐵粉反應(yīng)的水蒸氣，圖2中裝置A提供水蒸氣，與濕棉花的作用相同，
故答案為：A；

（4）氫氣為中性氣體，可以用濃硫酸或堿石灰干燥，如裝置①、②均可：，
故答案為：；
（5）實(shí)驗(yàn)結(jié)束，該同學(xué)取反應(yīng)后裝置B中固體混合物溶于足量稀硫酸，由于若反應(yīng)后混合氣體中還有未反應(yīng)的鐵粉，鐵粉會(huì)將溶液中的Fe³⁺全部還原為Fe²⁺，即便滴加KSCN溶液也不會(huì)顯紅色，所以該說法不正確，
故答案為：不正確；如果反應(yīng)后混合氣體中還有未反應(yīng)的鐵粉，鐵粉會(huì)將溶液中的Fe³⁺全部還原為Fe²⁺，即便滴加KSCN溶液也不會(huì)顯紅色；
（6）Fe與電源正極相連，為電解池的陽極，碳棒為陰極，陰極水電離的氫離子得到電子生成氫氣，陽極鐵失去電子生成亞鐵離子，亞鐵離子與氫氧根離子反應(yīng)生成氫氧化亞鐵沉淀，則實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)碳棒上冒氣泡，蒸餾水中出現(xiàn)白色沉淀，發(fā)生反應(yīng)為：Fe+2H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$Fe（OH）₂↓+H₂↑，
故答案為：Fe+2H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$Fe（OH）₂↓+H₂↑．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了性質(zhì)方案的設(shè)計(jì)，題目難度中等，明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康臑榻獯痍P(guān)鍵，注意熟練掌握鐵及其化合物性質(zhì)，試題培養(yǎng)了學(xué)生的分析、理解能力及化學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Γ?/p>