Question

【题目】(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，当肥皂泡爆破，并有爆鸣声时，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__________________________。

(2)为了研究(1)中一定时间内铁粉的消耗量，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(已折算成标准状况)。

①收集并测量气体体积应选下图中的________装置。

②称取0.24 g铁粉与适量石棉绒混合，然后加热至无气体放出。最好选用__________规格的量筒(选填字母序号)。

A．100 mL B．200 mL C．500 mL D．1 000 mL

(3)现有NaHCO3和Na2CO3·xH2O的混合物，为了测定x值，某同学采用如图所示的装置进行实验(CaCl2、碱石灰均足量)。

①若在装置A的试管中装入NaHCO3和Na2CO3·xH2O的混合物3.7 g，用酒精灯加热到反应完全，此时B管增重1.89 g，C管增重0.22 g，则x的值为______。

②该装置还不是很完善，可能使测定结果偏小，应如何改进_____________________________。原因是___________________________________________________________________________。

Answer 1

【答案】3Fe＋4H2O(g) Fe3O4＋4H2 B B 10 在C装置后再加一个装有碱石灰的干燥管（符合题意即可） 为了防止空气中的CO2和H2O被C装置中的碱石灰吸收

【解析】

（1）点燃的火柴靠近肥皂泡，肥皂泡爆破，并有爆鸣声时说明有氢气生成，反应方程式为： ；

（2）①生成的气体为氢气，可用排水法和向下排空气法收集，故答案为：B；

②0.24 g铁粉的物质的量为0.24g/56≈0.0043mol，生成的氢气约为(0.0043/3)×4≈0.0057mol，标况下体积约为128ml，故答案为：B；

（3）①用酒精灯加热到反应完全，此时B管增重1.89g，C管增重0.22 g，这说明反应中生成的水蒸气质量为1.89g，CO2质量为0.22g，物质的量分别是=0.105mol、=0.005mol。根据反应的方程式2NaHCO3Na2CO3＋H2O＋CO2↑可知，该反应中生成的CO2为0.005mol，则碳酸氢钠的物质的量是0.005mol×2＝0.01mol，反应中生成的水是0.005mol。则碳酸钠在反应中失去的水的物质的量＝0.105mol－0.005mol＝0.100mol。碳酸氢钠的质量＝0.01mol×84g/mol＝0.84g，则样品中碳酸钠晶体的质量＝3.7g－0.84g＝2.86g。则[＝0.1mol，解得x＝10。故答案为：10；

②由于空气中也含有CO2和水蒸气，也能被C装置的中碱石灰吸收，从而导致C管增重偏高，因此测量值偏低。故答案为：在C装置后再加一个装有碱石灰的U形管；为了防止空气中的CO2和H2O被C装置的中的碱石灰吸收。