Question

7．在常溫下，F(xiàn)e與水并不起反應(yīng)，但在高溫下，F(xiàn)e可與水蒸氣發(fā)生反應(yīng)．應(yīng)用下列裝置，試探究反應(yīng)的部分產(chǎn)物．在硬質(zhì)玻璃管Ⅰ中放入還原鐵粉和石棉絨的混合物，硬質(zhì)玻璃管Ⅱ中加入CuO．干燥管Ⅱ中盛裝的物質(zhì)是無水硫酸銅和石棉絨的混合物
（1）圓底燒瓶中盛裝水，該裝置受熱后的主要作用是制備水蒸氣；向燒瓶中放置了幾片碎瓷片，其作用是防止暴沸．
（2）實驗開始時應(yīng)先點燃a處（填“a”“b”或“c”）的加熱裝置．
（3）硬質(zhì)玻璃管Ⅱ中的實驗現(xiàn)象是黑色固體變紅，試管壁上有水珠，所發(fā)生的反應(yīng)為H₂+CuO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Cu+H₂O．
（4）干燥管Ⅰ中盛放的藥品是堿石灰，其作用是干燥H₂；干燥管Ⅱ中的實驗現(xiàn)象是白色固體變藍(lán)．
（5）若通過檢驗硬質(zhì)玻璃管Ⅰ中的產(chǎn)物只有Fe₃O₄，試寫出反應(yīng)方程式3Fe+4H₂O$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Fe₃O₄+4H₂．

Answer 1

分析 由圖可知，圓底燒瓶提高水蒸氣，硬質(zhì)玻璃管Ⅰ中發(fā)生3Fe+4H₂O（g）$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Fe₃O₄+4H₂，生成氫氣具有可燃性，點燃時需要驗純，干燥管Ⅰ中堿石灰干燥氫氣，硬質(zhì)玻璃管Ⅱ中氫氣還原CuO，干燥管Ⅱ中無水硫酸銅和石棉絨的混合物為檢驗水的生成，最后用向下排空法收集多余的氫氣．
（1）由圖可知，圓底燒瓶提高水蒸氣，燒瓶底部放置了幾片碎瓷片是防止加熱液體暴沸；
（2）根據(jù)氫氣不純加熱時會發(fā)生爆炸分析；
（3）硬質(zhì)玻璃管Ⅱ中氫氣還原CuO生成銅和水；
（4）干燥管Ⅰ為干燥氫氣；干燥管Ⅱ為檢驗有水生成；
（5）鐵和水蒸氣反應(yīng)生成四氧化三鐵和氫氣．

解答 解：（1）由圖可知，圓底燒瓶提高水蒸氣，燒瓶底部放置了幾片碎瓷片是防止加熱液體暴沸，所以圓底燒瓶中盛裝水，該裝置受熱后的主要作用是制備水蒸氣；向燒瓶中放置了幾片碎瓷片，其作用是防止暴沸，故答案為：水，制備水蒸氣，防止暴沸；
（2）因為氫氣不純加熱時會發(fā)生爆炸，所以應(yīng)先點燃a處的加熱裝置，讓產(chǎn)生的水蒸氣排凈裝置中的空氣，故答案為：a；
（3）硬質(zhì)玻璃管Ⅱ中氫氣還原CuO生成銅和水，方程式為：H₂+CuO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Cu+H₂O，現(xiàn)象為：黑色固體變紅，試管壁上有水珠，
故答案為：黑色固體變紅，試管壁上有水珠；H₂+CuO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Cu+H₂O；
（4）干燥管Ⅰ為干燥氫氣，裝的為堿石灰，作用干燥H₂，干燥管Ⅱ為無水硫酸銅和石棉絨的混合物為檢驗水的生成，則實驗現(xiàn)象是白色固體變藍(lán)，
故答案為：堿石灰；干燥H₂；白色固體變藍(lán)；
（5）根據(jù)以上分析，鐵和水蒸氣反應(yīng)生成四氧化三鐵和氫氣，化學(xué)方程式為：3Fe+4H₂O$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Fe₃O₄+4H₂，故答案為：3Fe+4H₂O$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Fe₃O₄+4H₂．

點評 本題考查了物質(zhì)的制備、物質(zhì)成分的探究實驗，題目側(cè)重于考查學(xué)生的實驗探究能力，注意把握鐵及其化合物的性質(zhì)，題目難度不大．