题目内容

某研究小组为了探究“铁与水蒸气”能否发生反应及反应的产物，进行了下列实验：（1）用如图所示实验装置，在硬质玻璃管中放入还原铁粉和石棉绒的混合物，加热，并通入水蒸气，就可以完成高温下“Fe与水蒸气的反应实验”（石棉绒是耐高温材料，不与水和铁反应）．
①反应一段时间后，有肥皂泡吹起时，用点燃的火柴靠近肥皂泡，当听到
爆鸣声
爆鸣声
时，说明“铁与水蒸气”能够进行反应．
②写出铁与水蒸气反应的化学方程式
3Fe+4H2O（g）
 高温 
.
 
Fe3O4+4H2
3Fe+4H2O（g）
 高温 
.
 
Fe3O4+4H2
．
③实验中石棉绒的作用是
B
B
．
A．阻止铁与水蒸汽反应    B．增大铁粉与水蒸气的接触面积   C．无法确定
（2）为了研究一定时间内铁粉的转化率，他们设计了如下实验：准确称量一定质量的铁粉进行反应，收集并测量反应后生成气体的体积，计算出铁粉的转化率．
①收集并测量气体体积应选图中的
B
B
装置．

②称取0.24g铁粉与适量石棉绒混合，然后加热至无气体放出．若室温下氢气密度约为0.088g/L，最好选用
B
B
规格的量筒．
A．100mL    B．200mL   C．500mL        D．1 000mL．
分析：（1）①爆鸣声说明有氢气生成，即可说明“铁与水蒸气”能够进行反应．
②铁在高温下与水反应生成四氧化三铁和氢气，反应方程式为：3Fe+4H2O（g）
 高温 
.
 
Fe3O4+4H2 ；
③从石棉绒疏松，表面积大，能够增大铁粉与水蒸气的接触面积的角度分析；
（2）①A收集装置错误，不可以测量生成氢气的体积；
②根据铁的质量求出生成氢气的质量，根据氢气的密度求出体积，以此选择量筒的规格．
解答：解：（1）铁与水蒸气生成氢气，不纯的氢气在点燃时会有爆鸣声，故答案为：①爆鸣声； 
②铁在高温下与水反应生成四氧化三铁和氢气，反应方程式为：3Fe+4H2O（g）
 高温 
.
 
Fe3O4+4H2 ，
故答案为：3Fe+4H2O（g）
 高温 
.
 
Fe3O4+4H2 ；
③石棉绒疏松，表面积大，能够增大铁粉与水蒸气的接触面积，使氢气与铁粉充分接触而反应，故答案为：B  
（2）①排水法收集气体，量气装置的导气管应短进长出，否则不能将水排到量筒中，无法测量气体的体积，
故答案为：B；
②根据反应计算：
     3Fe+4H2O（g）
 高温 
.
 
Fe3O4+4H2
   3×56g                      8g
    0.24g                     m（H2）
m（H2）=
0.24g×8g
3×56g
=0.0114g
V（H2）=
0.0114g
0.088g/L
=0.13L
选择量筒时，应尽量减少误差，所取量筒规格与量取体积接近，故应选择规格为200ml的量筒，故答案为：B．
点评：本题考查铁及其化合物的性质实验，本题难度不大，易错点为量筒规格的选择．
练习册系列答案
相关题目
（2010?厦门二模）某研究小组为了探究甲烷和氯气反应的情况，设计了几个实验，请填空：
【实验一】用如图所示装置，收集一试管甲烷和氯气的混合气体，光照后观察到量筒内形成一段水柱，认为有氯化氢生成．
（1）该反应的反应类型为
取代反应
取代反应
；
（2）该反应的化学方程式为
CH4+Cl2
光照
CH3Cl+HCl
CH4+Cl2
光照
CH3Cl+HCl
；（只写第一步）
（3）水槽中盛放的液体应为
C
C
；（填标号）
A．水    B．饱和石灰水
C．饱和食盐水D．饱和NaHCO，溶液
【实验二】收集一试管甲烷和氯气的混合气体，光照反应后，滴加AgNO3溶液，看到有白色沉淀生成，认为有氯化氢生成．
（4）该实验设计的错误之处
氯水中加入AgNO3溶液也会产生白色沉淀
氯水中加入AgNO3溶液也会产生白色沉淀
；
【实验三】
步骤一：收集半试管氯气，加入10mL蒸馏水，充分振荡，采用DIS系统的pH传感器测溶液的pH（下同）．测得pH=3.26．
步骤二：收集一试管甲烷和氯气的混合气体（各占50%），在90W的日光灯下光照6min后，加入10mL蒸馏水，充分振荡，测得pH=1.00．
（5）判断该反应中有氯化氢生成的依据是
步骤二测得的pH值比步骤一测得的pH值低
步骤二测得的pH值比步骤一测得的pH值低
．
（6）假设氯气完全参与反应，且不考虑氯气溶解于水．往反应后的溶液中加水稀释到100.00mL，分别取20.00mL稀释液，以K2CrO7为指示剂，用浓度为0.01mol?L-1的AgNO3溶液滴定溶液中的Cl-，滴定终点时消耗AgNO3溶液的体积平均为10.00mL，则试管中原有氯气在标准状况下的体积为
11.2
11.2
mL；
步骤三：用5支试管充满甲烷和氯气的混合气体（各占50%），分别放在40W的日光灯下光照不同时间后，加入10mL蒸馏水，充分振荡，测得pH如下表：
编号 1 2 3 4 5
光照时间 2min 4min 6min 8min 10min
反应后pH 1.86 1.62 1.00 1.00 1.00
（7）该实验可得到结论：
相同条件下，一定时间内，甲烷与氯气反应的光照时间越长，甲烷取代反应的转化率越高或6分钟后甲烷与氯气的取代反应达到平衡
相同条件下，一定时间内，甲烷与氯气反应的光照时间越长，甲烷取代反应的转化率越高或6分钟后甲烷与氯气的取代反应达到平衡
；
步骤四：探究不同光照条件对甲烷与氯气反应速率的影响．
（8）试设计一个可行的实验方案：
用5支充满甲烷和氯气的混合气体（各占50%），分别放在不同功率的日光灯下光照相同时间后，加入l0mL蒸馏水，充分振荡，测pH
用5支充满甲烷和氯气的混合气体（各占50%），分别放在不同功率的日光灯下光照相同时间后，加入l0mL蒸馏水，充分振荡，测pH
．
某研究小组为了探究“铁与水蒸气”能否发生反应及反应的产物，进行了系列实验．
（1）用下图A所示实验装置，在硬质玻璃管中放入还原铁粉和石棉绒的混合物，加热，并通入水蒸气，就可以完成高温下“Fe与水蒸气的反应实验”（石棉绒是耐高温材料，不与水反应）．反应一段时间后，有肥皂泡吹起时，用点燃的火柴靠近肥皂泡，当
肥皂泡破裂，有爆鸣声
肥皂泡破裂，有爆鸣声
时（填实验现象），说明“铁与水蒸气”能够进行反应．写出铁与水蒸气反应的化学方程式
3Fe+4H2O
  △  
.
 
 Fe3O4+4H2↑
3Fe+4H2O
  △  
.
 
 Fe3O4+4H2↑
．
（2）为了研究一定时间内铁粉的转化率，他们设计了如下实验：准确称量一定质量的铁粉进行反应，收集并测量反应后生成的气体体积，计算出铁粉的转化率．
①收集并测量气体体积应选上图M，N中的
N
N
装置
②称取0.24g铁粉与适量石棉绒混合，然后加热至无气体放出．若室温下氢气密度约为0.088g/L，最好选用
B
B
规格的量筒（选填字母序号）
A.100ml          B.200ml            C.500ml            D.1000ml
（3）为了证明反应后的固体混合物中含有+3价的Fe，他们计划取出少量混合物于试管中，加入足量的盐酸，溶解，过滤．向滤液中滴加KSCN溶液，观察溶液的颜色．在下表中填写滴加KSCN溶液后可能观察到的现象、结论与解释（可以不填满）．
现象 结论与解释


可能①


可能②
精英家教网某研究小组为了探究甲烷和氯气反应的情况，设计了几个实验．
请填写下列空白：
【实验一】用如图所示装置，排水法收集一试管甲烷和氯气的混合气体，光照后观察到量筒内形成一段水柱，认为有氯化氢生成．
（1）该反应的化学方程式为
 
；（只写第一步）
（2）水槽中盛放的液体最好为
 
；（填标号）
A．水    B．饱和石灰水    C．饱和食盐水      D．饱和NaHCO3溶液
【实验二】用排蒸馏水法收集一试管甲烷和氯气的混合气体，光照反应后，滴加AgNO3溶液，看到有白色沉淀生成，认为有氯化氢生成．
（3）该实验设计的错误之处
 
；
【实验三】
步骤一：收集半试管氯气，加入10mL 蒸馏水，充分振荡，采用DIS系统的pH传感器测溶液的pH（下同）．测得pH=3.26．
步骤二：收集一试管甲烷和氯气的混合气体（各占50%），在40W的日光灯下光照6min后，加入10mL 蒸馏水，充分振荡，测得pH=1.00．
（4）判断该反应中有氯化氢生成的依据是
 
；
（5）假设氯气完全参与反应，且不考虑氯气溶解于水．往反应后的溶液中加水稀释到100.00mL，取20.00mL稀释液，加入10.00mL浓度为0.01mol?L-1的AgNO3溶液恰好完全反应，则试管中原有氯气在标准状况下的体积为
 
mL．
精英家教网某研究小组为了探究甲烷和氯气反应的情况，设计了几个实验．
请填写下列空白：
【实验一】用如图所示装置，收集一试管甲烷和氯气的混合气体，照后观察到量筒内形成一段水柱，认为有氯化氢生成．
（1）该反应的反应类型为
 
；
（2）该反应的化学方程式为
 
；（只写第一步）
（3）水槽中盛放的液体应为
 
；（填标号）
A．水　　　 B．饱和石灰水　　 C．饱和食盐水　　 D．饱和NaHCO3溶液
【实验二】收集一试管甲烷和氯气的混合气体，光照反应后，滴加AgNO3溶液，看到有白色沉淀生成，认为有氯化氢生成．
（4）该实验设计的错误之处
 
；
（5）写出碳原子数为9的甲烷的一种同系物的名称，已知它的一氯代物有两种：
 
．

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