Question

某学习小组拟选用如下装置进行铁和水蒸气的反应并检验反应产物．
（1）为检验生成的气体产物，请选择必要的装置，按气流方向连接顺序为______（填仪器接口的字母编号）
（2）A中应加入的试剂是______；B的作用是______．
（3）为了实验安全，在加热C之前必须进行的一项实验操作是______．反应全部开始后，需对尾气进行处理的方法是______．
（4）请描述能证明气体产物的实验现象______．
（5）反应停止，待试管A冷却后，取少量其中的固体物质进行如实验：
①试剂X的化学式为______．
②用离子方程式表示加入新制氯水后溶液红色加深的原因______．

Answer 1

解：（1）用A盛放铁粉，用B制取水蒸气，铁和水蒸气反应后有部分水蒸气剩余，所以a出来的气体通过浓硫酸进行干燥，洗气瓶中的导气管应该是长进短出，所以a连接f，f连接g，干燥后的氢气进入C装置，可以从b进入，也可以从c进入，所以g可以连接b或c，氧化铜和氢气反应有水蒸气生成，水能使无水硫酸铜变蓝，所以c或b连接h，注意不能连接i，如果连接i则导致无水硫酸铜不变色，所以其排序为：afgbchi 或afgcbhi，故答案为：afgbchi 或afgcbhi；
（2）A是铁和水蒸气的反应器，所以A中盛放铁粉，B是水蒸气发生器（或产生水蒸气），故答案为：铁粉，水蒸气发生器；
（3）氢气和氧化铜反应之前应具有氢气的纯度，否则会造成爆炸；尾气中还含有氢气，所以要将尾气点燃氢气或用气囊将尾气收集起来，
故答案为：检验氢气的纯度，点燃或用气囊将尾气收集起来；
（4）氢气能将黑色的氧化铜还原成红色的铜，同时生成水蒸气，水能使白色的无水硫酸铜变蓝色，所以能证明气体产物的实验现象：黑色氧化铜变红色，白色无水CuSO₄变蓝色，故答案为：黑色氧化铜变红色，白色无水CuSO₄变蓝色；
（5）①固体产物含有四氧化三铁和未反应的铁，四氧化三铁和铁都与盐酸反应生成盐，铁离子和硫氰化钾溶液反应生成红色的溶液，所以X是硫氰化钾，故答案为：KSCN；
②新制氯水后溶液红色加深，说明络合物浓度增大，氯气将亚铁离子氧化生成铁离子而导致络合物浓度增大，反应离子方程式为：2Fe²⁺+Cl₂=2Fe³⁺+2Cl^-，故答案为：2Fe²⁺+Cl₂=2Fe³⁺+2Cl^-．
分析：（1）铁和水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气，用浓硫酸干燥氢气，用氧化铜和氢气反应生成水，然后用无水硫酸铜检验水，从而得出铁和水蒸气的产物，据此进行排序；
（2）实验室要进行铁和水蒸气反应，必须有铁和水蒸气；
（3）用氢气还原氧化铜之前应该检验氢气的纯度，且氢气的尾气要进行处理；
（4）氢气能还原氧化铜，水能使无色硫酸铜变蓝；
（5）检验铁离子用硫氰化钾溶液，氯气有强氧化性能氧化亚铁离子生成铁离子．
点评：本题以铁和水蒸气的实验为载体考查了物质的检验、实验仪器的连接等知识点，难度较大，知道水能使无水硫酸铜变蓝是水的特征反应，注意铁和水蒸气反应生成四氧化三铁而不是氧化铁，为易错点．