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)的化學(xué)方程式

3Fe+4H₂O（g）

△   .

Fe ₃O₄+4 H₂

，其中氧化劑是

H₂O

，還原劑是

Fe

．8.4g鐵粉參加反應(yīng)，轉(zhuǎn)移電子

0.4

mol．
（2）玻璃管中石棉絨的作用是

鐵粉的載體，增大鐵粉與水蒸氣的接觸面

，實(shí)驗(yàn)開始時(shí)應(yīng)先點(diǎn)燃

酒精燈

，實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)應(yīng)先熄滅

酒精噴燈

．
（3）圓底燒瓶中盛裝的水，該裝置受熱后的主要作用是

為實(shí)驗(yàn)提供水蒸氣

；燒瓶底部應(yīng)事先放置

碎瓷片

，其作用是

防止暴沸

．

Answer 1

分析：（1）對于鐵與水蒸氣反應(yīng)的化學(xué)方程式，教材中已出現(xiàn)，很容易寫出化學(xué)方程式．還原劑的判定方法根據(jù)化合價(jià)升高的物質(zhì)，氧化劑是化合價(jià)降低的物質(zhì)；根據(jù)3Fe+4H₂O（g）

△   .

Fe ₃O₄+4 H₂；方程式中反應(yīng)3mol鐵原子轉(zhuǎn)移8個(gè)電子．
（2）增大鐵粉與水蒸氣的接觸面；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；
（3）反應(yīng)物為水蒸氣與鐵；放碎瓷片的目的是防止沸騰事故發(fā)生；

解答：解：（1）鐵與水蒸氣發(fā)生氧化還原反應(yīng)：3Fe+4H₂O

△   .

Fe₃O₄+4H₂，根據(jù)化合價(jià)升降來判斷氧化劑和還原劑．因鐵的化合價(jià)升高，所以鐵作還原劑，水中氫的化合價(jià)降低，水作氧化劑；根據(jù)3Fe+4H₂O（g）

△   .

Fe ₃O₄+4 H₂；方程式中反應(yīng)3mol鐵原子轉(zhuǎn)移8個(gè)電子，設(shè)轉(zhuǎn)移電子物質(zhì)的量為X，
   3Fe≈8e-
3×56      8
8.4g       x

3×56

8.4g

=

8

x

解得：x=0.4mol，
故答案為：3Fe+4H₂O（g）

△   .

Fe ₃O₄+4H₂；H₂O；Fe；0.4；
（2）增大鐵粉與水蒸氣的接觸面；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，
故答案為：鐵粉的載體，增大鐵粉與水蒸氣的接觸面；酒精燈；酒精噴燈；
（3）因?yàn)榉磻?yīng)物為水蒸氣與鐵，所以這里加熱的目的就是提供水蒸氣，燒瓶底部應(yīng)事先放置碎瓷片，放碎瓷片的目的是防止沸騰事故發(fā)生，
故答案為：為實(shí)驗(yàn)提供水蒸氣；碎瓷片；防止暴沸．

點(diǎn)評：本題考查鐵及其化合物的性質(zhì)實(shí)驗(yàn)，難度不大，電子數(shù)計(jì)算是本題的難點(diǎn)．