Question

在常溫下，F(xiàn)e與水并不起反應，但在高溫下，F(xiàn)e與水蒸氣可發(fā)生反應． 應用下列裝置，在硬質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與水蒸氣的反應實驗”． 請回答該實驗中的問題．

（1）寫出該反應的化學方程式______，其中氧化劑是______，還原劑是______．8.4g鐵粉參加反應，轉移電子______mol．
（2）玻璃管中石棉絨的作用是______，實驗開始時應先點燃______，實驗結束時應先熄滅______．
（3）圓底燒瓶中盛裝的水，該裝置受熱后的主要作用是______；燒瓶底部應事先放置______，其作用是______．

Answer 1

解：（1）鐵與水蒸氣發(fā)生氧化還原反應：3Fe+4H₂OFe₃O₄+4H₂，根據(jù)化合價升降來判斷氧化劑和還原劑．因鐵的化合價升高，所以鐵作還原劑，水中氫的化合價降低，水作氧化劑；根據(jù)3Fe+4H₂O（g）Fe ₃O₄+4 H₂；方程式中反應3mol鐵原子轉移8個電子，設轉移電子物質的量為X，
3Fe≈8e-
3×56 8
8.4g 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；點燃加熱儀器的順序要考慮實驗的安全性和對實驗結果的影響，在本實驗中為了防止鐵與空氣中的氧氣在加強熱的條件下反應，應該先點燃酒精燈，
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）因為反應物為水蒸氣與鐵，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：為實驗提供水蒸氣；碎瓷片；防止暴沸．
分析：（1）對于鐵與水蒸氣反應的化學方程式，教材中已出現(xiàn)，很容易寫出化學方程式．還原劑的判定方法根據(jù)化合價升高的物質，氧化劑是化合價降低的物質；根據(jù)3Fe+4H₂O（g）Fe ₃O₄+4 H₂；方程式中反應3mol鐵原子轉移8個電子．
（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，一定要注意點燃加熱儀器的順序，一般是根據(jù)實驗的安全性和對實驗結果的影響來考慮；
（3）反應物為水蒸氣與鐵；放碎瓷片的目的是防止沸騰事故發(fā)生；
點評：本題考查鐵及其化合物的性質實驗，難度不大，電子數(shù)計算是本題的難點．