Question

15．某校科学兴趣小组的同学在阅读资料时发现，18世纪末，法国科学家拉瓦锡曾经做了这样一个实验：让水蒸气通过一根烧红的枪管，生成丁一种气体．同学们对这个实验很感兴趣．
【问题】红热的铁与水蒸气反应生成的气体是什么？
【猜想】猜想一：生成的气体可能是氧气．
猜想二：生成的气体可能是氢气．
【探究】为验证生成的气体是什么，该组同学在老师的指导下，设计了如图实验装置，并收集反应产生的气体（注：装置中必要的铁架台、铁夹、铁圈、石棉网、加热设备等在图中均已略去）．A试管内装有铁粉，B烧瓶中装有一定量的水，提供反应所需水蒸气．

（1）该装置中需加热的仪器为AB（填字母）．
（2）图中C装置在实验中起到了安全瓶的作用．若没有C装置，实验结束时，先熄灭加热设备，再把导管移出水面，这样操作可能会导致倒流入试管，把试管炸裂．
（3）该组同学对所收集的气体进一步实验发现：该气体不溶于水，比空气轻，并且能燃烧．请你通过分析反应物的组成，结合实验现象，判断反应生成的气体是氢气．
（4）该反应在生成气体的同时，还生成了一种黑色粉末状固体，则组成黑色固体的元素应该是Fe、O（元素符号）．

Answer 1

分析 可以根据实验目的判断物质的作用，根据物质的元素组成可以判断生成物的种类，根据物质的性质可以设计探究实验．氧气不能燃烧，氢气能够燃烧生成水；红热的铁能和水蒸气反应生成铁的氧化物和氢气．

解答 解：
（1）根据题目提供的信息（让水蒸气通过一根烧红的枪管）判定A装置中的铁粉必须加热，B装置也必须加热使水变成水蒸气因为是铁和水蒸气的反应，故答案为：A、B
（2）熄灭加热设备，会造成加热装置内温度降低，压强减小，若没有C装置会造成倒吸，水直接进入A装置；（3）根据质量守恒定律，反应物中只含Fe、O、H三种元素，生成的气体也就只有两种可能：H₂或O₂；根据气体的性质可确定是H₂；故答案为：H₂
（4）因为此反应是铁和水发生的反应根据质量守恒定律反应前后元素种类不变，可确定生成的固体中一定含有Fe、O元素，故答案为：Fe、O；
答案：（1）AB；（2）水倒流入试管，把试管炸裂；（3）氢气；（4）Fe、O．

点评 合理设计实验，科学地进行实验、分析实验，是得出正确实验结论的前提，因此要学会设计实验、进行实验、分析实验，为学好化学知识奠定基础．