Question

在常溫下，F(xiàn)e與水并不起反應(yīng)，但在高溫下，F(xiàn)e與水蒸氣可發(fā)生反應(yīng)。應(yīng)用下列裝置，在硬質(zhì)玻璃管中放入還原鐵粉和石棉絨的混合物，通入水蒸氣，并加熱，就可以完成高溫下“Fe與水蒸氣的反應(yīng)實(shí)驗(yàn)”。

請(qǐng)回答該實(shí)驗(yàn)中的問(wèn)題。
（1）寫出該反應(yīng)的反應(yīng)方程式：                                                。
（2）實(shí)驗(yàn)前必須對(duì)整套裝置進(jìn)行氣密性檢查，操作方法是                          。
（3）圓底燒瓶中盛裝的水，該裝置受熱后的主要作用是                            ；燒瓶底部放置了幾片碎瓷片，碎瓷片的作用是                                 。
（4）酒精燈和酒精噴燈點(diǎn)燃的順序是先點(diǎn)燃酒精燈，產(chǎn)生水蒸氣后，再點(diǎn)燃酒精噴燈；原因是                                                              。
（5）干燥管中盛裝是的物質(zhì)是                   。
（6）試管中收集氣體是H₂ ，如果要在A處玻璃管處點(diǎn)燃該氣體，則必須對(duì)該氣體進(jìn)行     ，
這一操作的目的是                                             。

Answer 1

（1）3Fe+4H₂O(g) Fe₃O₄+4H₂↑；（2）將玻璃管口A處沒入水中，加熱燒瓶底部，如果能夠觀察到?jīng)]入水中的玻璃管口有氣泡產(chǎn)生，且停止加熱后，玻璃管內(nèi)能倒吸形成一段不回落的穩(wěn)定水柱，則表明該套裝置氣密性良好。（3）為硬質(zhì)玻璃管內(nèi)Fe與水蒸氣的反應(yīng)實(shí)驗(yàn)提供持續(xù)不斷的水蒸氣；防止爆沸。（4）防止先點(diǎn)燃酒精噴燈所導(dǎo)致的Fe與O₂的反應(yīng)。（5）無(wú)水硫酸銅（等干燥劑）。（6）驗(yàn)純；防止點(diǎn)燃時(shí)，因氫氣中含有氧氣而爆炸。

試題分析：（1）鐵和水蒸氣反應(yīng)，鐵的化合價(jià)升高，鐵作還原劑，水中氫的化合價(jià)降低，水作氧化劑，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：3Fe+4H₂O（g） Fe₃O₄+4H₂；（2）將玻璃管口A處沒入水中，加熱燒瓶底部，如果能夠觀察到?jīng)]入水中的玻璃管口有氣泡產(chǎn)生，且停止加熱后，玻璃管內(nèi)能倒吸形成一段不回落的穩(wěn)定水柱，則表明該套裝置氣密性良好；（3）因?yàn)榉磻?yīng)物為水蒸氣與鐵，所以這里加熱的目的就是為硬質(zhì)玻璃管內(nèi)Fe與水蒸氣的反應(yīng)實(shí)驗(yàn)提供持續(xù)不斷的水蒸氣，碎瓷片的作用是防止爆沸。（4）點(diǎn)燃加熱儀器的順序要考慮實(shí)驗(yàn)的安全性和對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響，在本實(shí)驗(yàn)中為了防止鐵與空氣中的氧氣在加強(qiáng)熱的條件下反應(yīng)，應(yīng)該先點(diǎn)燃酒精燈，排掉硬質(zhì)玻璃管內(nèi)空氣，為Fe與水蒸氣的反應(yīng)實(shí)驗(yàn)提供持續(xù)不斷的水蒸氣；（5）鐵與水蒸氣反應(yīng)生成四氧化三鐵和氫氣，無(wú)水硫酸銅、堿石灰和氫氣不反應(yīng)，所以可用無(wú)水硫酸銅、堿石灰干燥劑除去反應(yīng)產(chǎn)生的H₂中的水蒸氣；（6）鐵與水蒸氣反應(yīng)生成四氧化三鐵和氫氣，氫氣的爆炸極限是4．0%～75．6%，就是說(shuō)當(dāng)氫氣的含量在上述范圍內(nèi)的話就會(huì)引起爆炸，因此，點(diǎn)燃之前要檢驗(yàn)純度。