Question

在常溫下，F(xiàn)e與水并不起反應(yīng)，但在高溫下，F(xiàn)e與水蒸氣可發(fā)生反應(yīng)． 應(yīng)用下列裝置，在硬質(zhì)玻璃管中放入還原鐵粉和石棉絨的混合物，加熱，并通入水蒸氣，就可以完成高溫下“Fe與水蒸氣的反應(yīng)實(shí)驗(yàn)”．請回答該實(shí)驗(yàn)中的問題．
（1）寫出該反應(yīng)的反應(yīng)方程式：

 

；并指明該氧化還原反應(yīng)的還原劑是

 

，氧化劑是

 

（2）圓底燒瓶中盛裝的水，該裝置受熱后的主要作用是

 

；燒瓶底部放置了幾片碎瓷片，其作用是

 

（3）酒精燈和酒精噴燈點(diǎn)燃的順序是

 

（4）試管中收集氣體是

 

，如果要在A處玻璃管處點(diǎn)燃該氣體，則必須對該氣體進(jìn)行

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：性質(zhì)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計,實(shí)驗(yàn)裝置綜合

專題：實(shí)驗(yàn)設(shè)計題

分析：（1）Fe與水蒸氣高溫反應(yīng)生成四氧化三鐵和氫氣，F(xiàn)e元素的化合價升高，H元素的化合價降低；
（2）裝置受熱后，水轉(zhuǎn)化為水蒸氣，燒瓶底部放置了幾片碎瓷片，可防止液體劇烈沸騰；
（3）如果在一套裝置中需要兩處加熱，一定要注意點(diǎn)燃加熱儀器的順序，一般是根據(jù)實(shí)驗(yàn)的安全性和對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響來考慮；
（4）點(diǎn)燃?xì)錃馇耙欢ㄒ獧z驗(yàn)純度，防止發(fā)生爆炸．

解答： 解：（1）Fe與水蒸氣高溫反應(yīng)生成四氧化三鐵和氫氣，反應(yīng)為3Fe+4H₂O（g）

高溫  .

Fe₃O₄+4H₂，F(xiàn)e元素的化合價升高，H元素的化合價降低，則Fe為還原劑，水為氧化劑，故答案為：3Fe+4H₂O（g）

高溫  .

Fe₃O₄+4H₂；Fe；水；
（2）裝置受熱后，水轉(zhuǎn)化為水蒸氣，則作用為為實(shí)驗(yàn)提供水蒸氣；燒瓶底部放置了幾片碎瓷片，可防止液體劇烈沸騰，則作用為防止暴沸，故答案為：為實(shí)驗(yàn)提供水蒸氣；防止暴沸；
（3）點(diǎn)燃加熱儀器的順序要考慮實(shí)驗(yàn)的安全性和對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響，在本實(shí)驗(yàn)中為了防止鐵與空氣中的氧氣在加強(qiáng)熱的條件下反應(yīng)，應(yīng)該先點(diǎn)燃酒精燈，排掉硬質(zhì)玻璃管內(nèi)空氣，為Fe與水蒸氣的反應(yīng)實(shí)驗(yàn)提供持續(xù)不斷的水蒸氣，
故答案為：先點(diǎn)燃酒精燈，后點(diǎn)燃酒精噴燈；
（4）由發(fā)生的反應(yīng)及干燥可知，最后只收集到H₂，氫氣的爆炸極限是4.0%～75.6%，氫氣不純加熱易引起爆炸，因此，點(diǎn)燃之前要檢驗(yàn)純度，
故答案為：H₂；檢驗(yàn)純度．

點(diǎn)評：本題考查性質(zhì)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計，為高頻考點(diǎn)，把握發(fā)生的反應(yīng)及實(shí)驗(yàn)裝置的作用為解答的關(guān)鍵，側(cè)重分析及實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ目疾�，題目難度不大．