Question

某研究小組為了探究“鐵與水蒸氣”能否發(fā)生反應(yīng)及反應(yīng)的產(chǎn)物，進(jìn)行了下列實(shí)驗(yàn)：（1）用如圖所示實(shí)驗(yàn)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)”（石棉絨是耐高溫材料，不與水和鐵反應(yīng)）．
①反應(yīng)一段時(shí)間后，有肥皂泡吹起時(shí)，用點(diǎn)燃的火柴靠近肥皂泡，當(dāng)聽到

爆鳴聲

時(shí)，說明“鐵與水蒸氣”能夠進(jìn)行反應(yīng)．
②寫出鐵與水蒸氣反應(yīng)的化學(xué)方程式

3Fe+4H₂O（g）

高溫  .

Fe₃O₄+4H₂

．
③實(shí)驗(yàn)中石棉絨的作用是

B

．
A．阻止鐵與水蒸汽反應(yīng)    B．增大鐵粉與水蒸氣的接觸面積   C．無法確定
（2）為了研究一定時(shí)間內(nèi)鐵粉的轉(zhuǎn)化率，他們設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)：準(zhǔn)確稱量一定質(zhì)量的鐵粉進(jìn)行反應(yīng)，收集并測量反應(yīng)后生成氣體的體積，計(jì)算出鐵粉的轉(zhuǎn)化率．
①收集并測量氣體體積應(yīng)選圖中的

B

裝置．

②稱取0.24g鐵粉與適量石棉絨混合，然后加熱至無氣體放出．若室溫下氫氣密度約為0.088g/L，最好選用

B

規(guī)格的量筒．
A．100mL    B．200mL   C．500mL        D．1 000mL．

Answer 1

分析：（1）①爆鳴聲說明有氫氣生成，即可說明“鐵與水蒸氣”能夠進(jìn)行反應(yīng)．
②鐵在高溫下與水反應(yīng)生成四氧化三鐵和氫氣，反應(yīng)方程式為：3Fe+4H₂O（g）

高溫  .

Fe₃O₄+4H₂ ；
③從石棉絨疏松，表面積大，能夠增大鐵粉與水蒸氣的接觸面積的角度分析；
（2）①A收集裝置錯(cuò)誤，不可以測量生成氫氣的體積；
②根據(jù)鐵的質(zhì)量求出生成氫氣的質(zhì)量，根據(jù)氫氣的密度求出體積，以此選擇量筒的規(guī)格．

解答：解：（1）鐵與水蒸氣生成氫氣，不純的氫氣在點(diǎn)燃時(shí)會有爆鳴聲，故答案為：①爆鳴聲； 
②鐵在高溫下與水反應(yīng)生成四氧化三鐵和氫氣，反應(yīng)方程式為：3Fe+4H₂O（g）

高溫  .

Fe₃O₄+4H₂ ，
故答案為：3Fe+4H₂O（g）

高溫  .

Fe₃O₄+4H₂ ；
③石棉絨疏松，表面積大，能夠增大鐵粉與水蒸氣的接觸面積，使氫氣與鐵粉充分接觸而反應(yīng)，故答案為：B  
（2）①排水法收集氣體，量氣裝置的導(dǎo)氣管應(yīng)短進(jìn)長出，否則不能將水排到量筒中，無法測量氣體的體積，
故答案為：B；
②根據(jù)反應(yīng)計(jì)算：
     3Fe+4H₂O（g）

高溫  .

Fe₃O₄+4H₂
   3×56g                      8g
    0.24g                     m（H₂）
m（H₂）=

0.24g×8g

3×56g

=0.0114g
V（H₂）=

0.0114g

0.088g/L

=0.13L
選擇量筒時(shí)，應(yīng)盡量減少誤差，所取量筒規(guī)格與量取體積接近，故應(yīng)選擇規(guī)格為200ml的量筒，故答案為：B．

點(diǎn)評：本題考查鐵及其化合物的性質(zhì)實(shí)驗(yàn)，本題難度不大，易錯(cuò)點(diǎn)為量筒規(guī)格的選擇．