Question

15．某探究性小組的同學(xué)設(shè)計實驗探究鐵與水蒸氣的反應(yīng)，并探究反應(yīng)后生成物的一系列性質(zhì)．
（1）圖為鐵與水蒸氣反應(yīng)的實驗裝置，實驗前應(yīng)先檢驗裝置的氣密性，檢驗的方法為在a處連接導(dǎo)管并插入水中，用酒精燈對容器A進行微熱，若導(dǎo)管口處有氣泡產(chǎn)生，則確定裝置的氣密性良好．
（2）圖1（Ⅰ）為產(chǎn)生水蒸氣的裝置，儀器A中除蒸餾水外，還需加入某種固體，其作用是防止暴沸．
（3）圖1（Ⅱ）為鐵與水蒸氣反應(yīng)的裝置，寫出硬質(zhì)玻璃管B內(nèi)所發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式：3Fe+4H₂O（g）$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Fe₃O₄+4H₂．
（4）為檢驗硬質(zhì)玻璃管B中反應(yīng)后的氣體產(chǎn)物是H₂，還需從圖2中選擇必要的儀器和藥品，設(shè)計出一套裝置，其連接順序為：a連j，f連b，c連h（填下列裝置的接口字母）．

Answer 1

分析 檢查氣密性可用微熱法，即在在a處連接導(dǎo)管并插入水中，用酒精燈對容器A進行微熱，觀察導(dǎo)管口是否有氣泡冒出．裝置Ⅰ的目的是為反應(yīng)提供水蒸氣，為防止液體暴沸，應(yīng)加入少量沸石或碎瓷片．硬質(zhì)玻璃管中的反應(yīng)為鐵粉和水蒸氣在高溫條件下反應(yīng)生成四氧化三鐵和氫氣．檢驗B中氣體是否為氫氣是用了氫氣還原氧化銅的方法．為排除水蒸氣的干擾，產(chǎn)生的氣體先通過濃硫酸進行干燥，再與氧化銅反應(yīng)，反應(yīng)后觀察氧化銅的顏色變化，并用無水硫酸銅檢驗生在的水，
（1）圖甲為鐵與水蒸氣反應(yīng)的實驗裝置，生成的水蒸氣和鐵在高溫下反應(yīng)需要裝置氣密性完好；
（2）裝置Ⅰ的目的是為反應(yīng)提供水蒸氣，為防止液體暴沸，應(yīng)加入少量沸石或碎瓷片；
（3）圖甲I為產(chǎn)生水蒸氣的裝置，圖甲II為鐵與水蒸氣反應(yīng)的裝置，硬質(zhì)玻璃管B內(nèi)所發(fā)生反應(yīng)是鐵和水蒸氣反應(yīng)生成四氧化三鐵和氫氣；
（4）為了驗證硬質(zhì)玻璃管B中反應(yīng)后的氣體產(chǎn)物是H₂，同時含有水蒸氣，需要通過裝置中的濃硫酸干燥氫氣，然后通過裝置中的氧化銅發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成紅色銅和水蒸氣，通過無水硫酸銅檢驗生成的水蒸氣存在，最后需要剩余氫氣的處理．

解答 解：（1）鐵與水蒸氣反應(yīng)的實驗裝置分析可知，裝置中A需要生成水蒸氣，通入B中和鐵在高溫下反應(yīng)所以需要裝置氣密性完好，檢驗的方法為：在a處連接導(dǎo)管并插入水中，用酒精燈對容器A進行微熱，若導(dǎo)管口處有氣泡產(chǎn)生，則確定裝置的氣密性良好，
故答案為：在a處連接導(dǎo)管并插入水中，用酒精燈對容器A進行微熱，若導(dǎo)管口處有氣泡產(chǎn)生，則確定裝置的氣密性良好；
（2）圖1（Ⅰ）為產(chǎn)生水蒸氣的裝置，儀器A中除蒸餾水外，還需加入某種固體，為防止液體暴沸，應(yīng)加入少量沸石或碎瓷片．
故答案為：防止暴沸；
（3）圖甲I為產(chǎn)生水蒸氣的裝置，圖甲II為鐵與水蒸氣反應(yīng)的裝置，硬質(zhì)玻璃管B內(nèi)所發(fā)生反應(yīng)是鐵和水蒸氣反應(yīng)生成四氧化三鐵和氫氣，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：3Fe+4H₂O$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Fe₃O₄+4H₂，
故答案為：3Fe+4H₂O（g）$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Fe₃O₄+4H₂ ；
（4）硬質(zhì)玻璃管B中反應(yīng)后的氣體產(chǎn)物是H₂，同時含有水蒸氣，需要通過裝置中的濃硫酸干燥氫氣，然后通過裝置中的氧化銅發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成紅色銅和水蒸氣，通過無水硫酸銅檢驗生成的水蒸氣存在，最后需要剩余氫氣的處理，為了驗證硬質(zhì)玻璃管B中反應(yīng)后的氣體產(chǎn)物是H₂，其連接順序為ajfbch，
故答案為：j；f；b；c；h．

點評 本題考查了物質(zhì)制備、物質(zhì)性質(zhì)、反應(yīng)產(chǎn)物的實驗驗證等知識點，掌握基礎(chǔ)是解題關(guān)鍵，題目難度中等．