Question

1．按如圖所示裝置進(jìn)行鐵與水的反應(yīng)實(shí)驗(yàn)，請(qǐng)回答下列問(wèn)題：
（1）安裝裝置，并檢查裝置的氣密性．
（2）在試管中依次放入濕棉花和還原鐵粉后，先加熱濕棉花到有水蒸汽產(chǎn)生時(shí)，再將酒精燈移至還原鐵粉的位置．試管內(nèi)反應(yīng)的化學(xué)方程式是3Fe+4H₂O$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Fe₃O₄+4H₂．
（3）加熱一會(huì)兒，將導(dǎo)管插入肥皂液，當(dāng)觀察到氣泡均勻時(shí)，用火柴點(diǎn)燃肥皂泡．點(diǎn)燃肥皂泡應(yīng)有的現(xiàn)象是肥皂泡爆炸，聽(tīng)到輕微爆鳴聲．
（4）實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)，正確的操作是先撤導(dǎo)氣管，再移走酒精燈．其目的是防止液體倒流．
（5）裝置冷卻后，試管的殘留固體呈黑色．

Answer 1

分析 （1）實(shí)驗(yàn)前必須對(duì)整套裝置進(jìn)行氣密性檢查；
（2）鐵與水蒸氣反應(yīng)生成Fe₃O₄和H₂；
（3）鐵與水蒸氣生成氫氣，點(diǎn)燃不純的氫氣在點(diǎn)燃時(shí)會(huì)有爆鳴聲；
（4）實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)，要防止液體倒流；
（5）裝置冷卻后，試管的殘留固體為四氧化三鐵，可能有Fe．

解答 解：（1）裝置安裝完后，實(shí)驗(yàn)前必須對(duì)整套裝置進(jìn)行氣密性檢查，故答案為：檢查裝置的氣密性；
（2）鐵與水蒸氣發(fā)生氧化還原反應(yīng)，生成Fe₃O₄和H₂，反應(yīng)方程式為：3Fe+4H₂O（g）$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Fe₃O₄+4H₂；
故答案為：3Fe+4H₂O（g）$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Fe₃O₄+4H₂；
（3）鐵與水蒸氣生成氫氣，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，肥皂泡爆炸，不純的氫氣在點(diǎn)燃時(shí)會(huì)有爆鳴聲；
故答案為：肥皂泡爆炸，聽(tīng)到輕微爆鳴聲；
（4）實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)，為了防止蒸發(fā)皿中的液體在大氣壓的作用下，順著導(dǎo)管倒流入試管中，應(yīng)該先撤導(dǎo)氣管，再移走酒精燈；
故答案為：先撤導(dǎo)氣管，再移走酒精燈；防止液體倒流；
（5）鐵與水蒸氣發(fā)生氧化還原反應(yīng)，生成Fe₃O₄和H₂，裝置冷卻后，試管的殘留固體主要為Fe₃O₄，還可能有沒(méi)有反應(yīng)完全的鐵單質(zhì)，二者均為黑色固體，
故答案為：黑．

點(diǎn)評(píng) 本題是關(guān)于金屬鐵和水反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)和評(píng)價(jià)，解題的關(guān)鍵是掌握反應(yīng)產(chǎn)物的性質(zhì)，物質(zhì)檢驗(yàn)以及實(shí)驗(yàn)操作安全等基本知識(shí)，難度不大．