题目内容
【题目】某班学生在老师指导下探究铁与水蒸气的反应。
(1)按图甲装好药品，连接装置(夹持仪器已略去)。其中A装置的作用是________。
(2)加热一段时间后，灰色铁粉逐渐变黑，吹泡器连续吹出气泡，且气泡向上飞起；用燃着的木条靠近气泡，能产生爆鸣。该气体燃烧的化学方程式为_____________。
(3)同学们讨论后认为：铁与水蒸气反应生成的固体是“铁的一种氧化物”，玻璃管内的黑色固体中还可能含有“过量的铁”。
(查阅资料)铁有三种氧化物(FeO、Fe2O3、Fe3O4)，其中FeO接触到空气会立即由黑色变为红棕色；铁的三种氧化物都不与硫酸铜溶液反应。
(实验探究)
实验步骤 | 实验现象 | 实验结论 |
倒出玻璃管中黑色固体，平铺于白纸上 | 黑色固体不变色 | 黑色固体中一定没有____(填物质名称) |
取上述黑色固体少许，装入试管，加入足量____溶液 | ________，且有红色固体出现 | 黑色固体中一定含有__________ |
(探究结论)铁与水蒸气发生置换反应，有关的化学方程式是________________________。
【答案】提供水蒸气 2H2+O2
2H2O 氧化亚铁和氧化铁 硫酸铜 黑色固体部分溶解 铁和四氧化三铁 3Fe+4H2O
Fe3O4 +3H2
【解析】
该实验为铁与水蒸气反应，装置A加热水的目的是为实验提供水蒸气。
(2)用燃着的木条靠近气泡，能产生爆鸣，证明该气体为可燃性气体，因为反应物中含有铁、氧、氢三种元素，所以生成的可燃性气体是氢气，氢气和氧气在点燃条件下反应生成水，该反应的化学方程式为：2H2+O22H2O。
(3)氧化铁为红棕色，氧化亚铁与空气接触会由黑色变为红棕色，铁和四氧化三铁均为黑色，倒出玻璃管中黑色固体，平铺于白纸上，黑色固体不变色，说明黑色固体中一定没有氧化亚铁和氧化铁；黑色固体中一定有铁的氧化物四氧化三铁，四氧化三铁与硫酸铜溶液不发生化学反应，取上述黑色固体少许，装入试管，加入足量硫酸铜溶液，黑色固体应为部分溶解，且有红色固体出现，铜单质为红色，证明黑色固体中含有铁和四氧化三铁。
[探究结论]在高温条件下，铁与水蒸气发生置换反应生成四氧化三铁和氢气，反应物中的水蒸气为气体，生成物中的氢气为气体不用加上箭头，其化学方程式为：3Fe+4H2OFe3O4+3H2
新思维假期作业暑假吉林大学出版社系列答案
【题目】某班两组同学利用稀硫酸和氢氧化钠溶液进行了如下实验：
（1）第一小组同学测量9.8%的稀硫酸和10%的氢氧化钠溶液中和反应过程中温度的变化。
①第一步：关于溶液的配制和保存
首先，该小组同学将配制好的10%的氢氧化钠溶液，倒入带_____塞的细口瓶中，备用。其次，该组同学用如表标签所示的浓硫酸配制100g溶质质量分数为9.8%的稀硫酸。请列式计算所需水的体积_____。
硫酸
化学式H2SO4
相对分子质量98
质量分数98%
本试剂为无色透明的粘稠液体
有腐蚀性!
②该小组同学量取了8组均为8mL的氢氧化钠溶液，分别向其中加入一定体积的稀硫酸，测得温度变化如表所示：
实验组别 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 |
加入稀硫酸的体积 （V）/mL | 2 | 4 | 6 | 8 | 10 | 12 | 14 | 16 |
溶液温度上升 （△t）/℃ | 4.8 | 8.4 | 11.2 | 11.1 | 13.1 | 11.4 | 10.2 | 9.2 |
其中实验组别为_____（填实验组别的序号）的一组数据明显不合理，判断理由是_____。
（2）第二小组同学计划探究中和反应过程中的pH变化情况。他们取稀释后的氢氧化钠溶液25g，向其中加入溶质质量分数为9.8%的稀硫酸，加入稀硫酸的质量与溶液pH的变化情况如图所示。计算：
①当两者恰好完全中和时，所得溶液中溶质的质量分数_____。（计算结果精确到0.1%）
②已知：20℃时硫酸钠的溶解度为19.5g。若要将反应后所得溶液恰好转化为20℃时的饱和溶液，最简单的方法是_____。
