Question

【题目】在常温下，Fe与水并不起反应，但在高温下，Fe与水蒸气可发生反应。应用下列装置，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”。

请回答该实验中的问题。

（1）写出该反应的反应方程式：________________________________________，并指明该氧化还原反应的还原剂是_____________，氧化剂是____________。

（2）实验前必须对整套装置进行气密性检查，操作方法是______________________。

（3）圆底烧瓶中盛装的水，该装置受热后的主要作用是________________________，烧瓶底部放置了几片碎瓷片，碎瓷片的作是__________________________________。

（4）酒精灯和酒精喷灯点燃的顺序是________________________________________。

（5）干燥管中盛装是的物质是___________________，作用是___________________。

Answer 1

【答案】3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2 Fe H2O 在玻璃管口A处接一断乳胶管，乳胶管头上连一段玻璃管，并将管口没入水中，用酒精灯火焰微热烧瓶底部，如果能够观察到没入水中的玻璃管口有气体逸出，停止加热后，玻璃管内有水柱上升，且较长时间水柱不回落，则标明该套装置气密性良好 为硬质玻璃管内Fe与水蒸气的反应实验提供持续不断的水蒸气 防止爆沸事故的发生 先点燃酒精灯，产生水蒸气后，再点燃酒精喷灯；防止先点燃酒精喷灯所导致的Fe与O2的反应 碱石灰干燥剂 除去反应产生的H2中的水蒸气

【解析】

铁与水蒸气在加热条件下发生氧化还原反应生成四氧化三铁和氢气，实验时先加热酒精灯，以提供水蒸气，且排除空气，防止铁与氧气反应，生成氢气可用碱石灰干燥，用点燃的方法检验氢气，注意防止不纯的气体爆炸，以此解答该题。

(1)铁与水蒸气发生氧化还原反应：3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2，根据化合价升降来判断氧化剂和还原剂，因铁元素的化合价升高，则铁作还原剂，水中氢元素的化合价降低，水作氧化剂；

(2)实验前必须对整套装置进行气密性检查，检查方法是在玻璃管口A处接一断乳胶管，乳胶管头上连一段玻璃管，并将管口没入水中，用酒精灯火焰微热烧瓶底部，如果能够观察到没入水中的玻璃管口有气体逸出，停止加热后，玻璃管内有水柱上升，且较长时间水柱不回落，则标明该套装置气密性良好；

(3)因为反应物为水蒸气与铁，所以这里加热的目的就是提供水蒸气，烧瓶底部应事先放置碎瓷片，放碎瓷片的目的是防止暴沸；

(4)空气中的氧气会和金属铁反应，为防止氧气干扰，应该先点燃酒精灯，产生水蒸气，并除去装置内空气，后再点燃酒精喷灯，可防止加热铁粉时与空气中氧气反应；

(5)干燥管应只能盛装固体干燥剂，一般为碱石灰，用于干燥氢气。