Question

常溫下，在沒(méi)有氧氣存在時(shí)，鐵與水幾乎不反應(yīng)。某化學(xué)興趣小組設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究在高溫下還原鐵粉與水蒸氣能夠發(fā)生反應(yīng)，并檢驗(yàn)其生成物。

甲、乙兩同學(xué)分別設(shè)計(jì)了如圖所示的兩套實(shí)驗(yàn)裝置(所取的鐵粉均為a g)：

請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

(一)裝置的評(píng)價(jià)

(1)在水蒸氣的生成裝置中乙同學(xué)在燒瓶底部放置了幾片碎瓷片，其作用是___________；

(2)在反應(yīng)裝置中甲同學(xué)在硬質(zhì)玻璃管中放入的是還原鐵粉和石棉絨，石棉絨的作用是___

__________________；

(3)在收集裝置中甲同學(xué)用的是排水集氣法，這種方法存在的安全隱患是___________。

(二)實(shí)驗(yàn)過(guò)程

(4)甲同學(xué)可以證明兩者發(fā)生反應(yīng)的現(xiàn)象是______________________；

(5)從反應(yīng)物元素的種類分析，生成的氣體可能是氫氣，進(jìn)一步驗(yàn)證的方法是_________；

(6)當(dāng)玻璃管中的鐵粉充分反應(yīng)后，停止實(shí)驗(yàn)，稱量反應(yīng)后固體產(chǎn)物質(zhì)量為b，則固體產(chǎn)物的化學(xué)式為_(kāi)__________(用字母表示)。

(三)問(wèn)題討論

(7)酒精燈和酒精噴燈點(diǎn)燃的順序是_____________。

(8)為了防止甲中氣體收集裝置發(fā)生的安全問(wèn)題，可以在不增減儀器種類、數(shù)量，不改變其連接方式的前提下進(jìn)行簡(jiǎn)單的改造，請(qǐng)?jiān)诩字挟嫵瞿愀脑熘�處的示意圖。

Answer 1

(1)防止暴沸  (2)增加鐵粉與水蒸氣的接觸面積  (3)容易發(fā)生水的倒吸  (4)試管中有氣泡產(chǎn)生  (5)將收集到氣體的試管用拇指堵住，管口對(duì)著酒精燈火焰，松開(kāi)拇指，如果能產(chǎn)生輕微的響聲，則證明有氫氣生成  (6)Fe_a/₅₆O_(b-a)/16  (7)先點(diǎn)燃酒精燈再點(diǎn)燃灑精噴燈  (8)圖略(將試管中的導(dǎo)管畫長(zhǎng)，接近試管底部。)

解析：此題是實(shí)驗(yàn)探究題，同時(shí)考查學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作中的各個(gè)注意事項(xiàng)。

(一)注意任何溶液的加熱煮沸實(shí)驗(yàn)都要放入碎瓷片，防止暴沸；排水法收集易發(fā)生倒吸，若想不倒吸，只要導(dǎo)管不盡量伸到試管底部，排水后很快露出導(dǎo)管即可。

(二)二者反應(yīng)之后就會(huì)產(chǎn)生氫氣，會(huì)看到有氣泡冒出；為了驗(yàn)證產(chǎn)物是氫氣，利用氫氣的爆鳴聲，具體操作是：將收集到氣體的試管用拇指堵住，管口對(duì)著酒精燈火焰，松開(kāi)拇指，如果能產(chǎn)生輕微的響聲，則證明有H₂生成。

反應(yīng)后固體產(chǎn)物應(yīng)是鐵的含氧化合物，故增大的質(zhì)量為氧的質(zhì)量，所以固體產(chǎn)物的化學(xué)式為。

(三)要使Fe只跟水蒸氣反應(yīng)，必須先將裝置內(nèi)的空氣全部排凈，所以先點(diǎn)燃酒精燈再點(diǎn)燃酒精噴燈。