【題目】如圖是鐵與水蒸氣反應的實驗裝置。在硬質(zhì)玻璃管中放入還原鐵粉和石棉絨(石棉絨是耐高溫材料,與水、鐵不反應)的混合物,加熱,并通入水蒸氣,就可以完成高溫下鐵與水蒸氣反應的實驗。

(1)已知該實驗反應的反應方程式為:Fe+H2OFe3O4+H2(請配平)____

(2)儀器a的名稱是________。

(3)某同學為了研究一定時間內(nèi)鐵粉的轉(zhuǎn)化率,設(shè)計了如下實驗:準確稱量一定質(zhì)量的鐵粉進行反應,測量反應后生成氣體的體積,計算鐵粉的轉(zhuǎn)化率。

①該同學應該先點燃___(填“A”或“B”)處的酒精燈(或酒精噴燈),測量氣體體積不可以選用上圖中___(填“甲”“乙”或“丙”)裝置。

②稱取5.6 g鐵粉與適量石棉絨混合,然后加熱反應一段時間。若測出的氣體體積在標準狀況下為0.448 L,則鐵粉的轉(zhuǎn)化率為___。(

(4)將硬質(zhì)玻璃管中反應后的固體混合物全部取出置于燒杯中,加入足量的鹽酸溶解并過濾,為探究反應后溶液中可能的陽離子,小林同學進行如下實驗,請你將下表補充完整:

步驟

現(xiàn)象

解釋(用離子方程式表示)

結(jié)論

Ⅰ.取樣,滴加KSCN溶液

溶液不變紅色

①Fe3O4+8H+=Fe2++2Fe3++4H2O

____________

Ⅲ.反應后的溶液中陽離子為_______

Ⅱ.取樣,滴加NaOH溶液

剛開始無明顯現(xiàn)象,一段時間后先出現(xiàn)____色沉淀,迅速變?yōu)榛揖G色,最終變?yōu)?/span>______

____________

②Fe2++2OH=Fe(OH)2

③4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3

【答案】34、1、4 干燥管 A 15% Fe+2Fe3+3Fe2+ 紅褐 OH+H+H2O H、Fe2

【解析】

1)根據(jù)原子守恒配平反應的方程式;

2)分析裝置圖中儀器形狀和用途判斷儀器名稱;

3)①高溫鐵和水蒸氣反應,所以裝置A處加熱產(chǎn)生水蒸氣,再點燃B裝置處的酒精燈,根據(jù)儀器的構(gòu)造特點分析判斷;

②依據(jù)鐵和水蒸氣反應生成四氧化三鐵和氫氣,依據(jù)反應化學方程式定量關(guān)系計算反應的鐵的質(zhì)量,得到鐵的轉(zhuǎn)化率;

4)依據(jù)方程式和實驗現(xiàn)象分析判斷。

1)根據(jù)原子守恒可知該反應的化學方程式為3Fe+4H2OFe3O4+4H2。

2)根據(jù)裝置圖中儀器的構(gòu)造可知儀器a的名稱是干燥管。

3)①高溫鐵和水蒸氣反應,所以裝置A處加熱產(chǎn)生水蒸氣,再點燃B裝置處的酒精燈,甲中導氣管位置錯誤,排水量氣不能排除水,不可以測量生成氫氣的體積,乙丙都可以利用裝置測定生成氣體的體積;

②稱取5.6 g鐵粉與適量石棉絨混合,然后加熱反應一段時間。若測出的氣體體積在標準狀況下為0.448 L,生成的氣體是氫氣,物質(zhì)的量為0.02mol,依據(jù)反應的化學方程式得到反應鐵的質(zhì)量為0.02mol×3/40.015mol,質(zhì)量是0.015mol×56g/mol0.84g,則鐵粉的轉(zhuǎn)化率為0.84g/5.6g×100%=15%;

4)向反應后的溶液中滴加KSCN溶液,溶液不變紅色,溶液中不存在鐵離子,這說明鐵過量,生成的鐵離子被鐵還原生成亞鐵離子,離子方程式為Fe+2Fe3+3Fe2+;取樣,滴加NaOH溶液,剛開始無明顯現(xiàn)象,說明鹽酸過量,首先發(fā)生中和反應,方程式為OH+H+H2O;根據(jù)離子方程式可知有氫氧化亞鐵生成,又因為氫氧化亞鐵易被氧化,所以實驗現(xiàn)象是一段時間后先出現(xiàn)白色沉淀,迅速變?yōu)榛揖G色,最終變?yōu)榧t褐色,根據(jù)以上分析可知反應后的溶液中陽離子為H、Fe2。

練習冊系列答案
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【題目】下列說法正確的是

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