Question

在高温下，Fe与水蒸气可发生反应．应用右边装置，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）该反应的化学方程式为：3Fe+4H₂O═Fe₃O₄+4H₂↑；请指反应的类型

 

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（2）圆底烧瓶中盛装了水，烧瓶底部放置了几片碎瓷片，碎瓷片的作用是

 

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（3）实验前必须对整套装置进行气密性检查，操作方法是

 

（4）酒精灯和酒精喷灯点燃的顺序是

 

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（5）干燥管中盛装的物质是

 

，作用是

 

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（6）试管中收集的气体是

 

，如果要在A处玻璃管点燃该气体，则必须对该气体进行

 

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Answer 1

考点：性质实验方案的设计,实验装置综合,铁及其化合物的性质实验

专题：实验题

分析：（1）铁与水蒸气发生氧化还原反应，生成四氧化三铁和氢气，为置换反应；
（2）放碎瓷片的目的是防止暴沸事故发生；
（3）检验装置气密性的方法一般用微热的方法，根据冒出的气泡和回流的水柱来判断；
（4）如果在一套装置中需要两处加热，一定要注意点燃加热仪器的顺序，一般是根据实验的安全性和对实验结果的影响来考虑；
（5）干燥管起干燥氢气的作用，盛放固体干燥剂；
（6）点燃氢气前一定要检验纯度，防止发生爆炸．

解答： 解：（1）反应的特点为一种单质和一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物，为置换反应，故答案为：置换反应；
（2）烧瓶底部应事先放置碎瓷片，放碎瓷片的目的是防止沸腾事故发生，故答案为：防止暴沸；
（3）中学阶段检查装置气密性常用方法有两种：一种是利用热胀冷缩原理，另一种是利用气压原理．气压原理一般只有涉及到液体时才能用得到，这里显然是利用热胀冷缩原理．利用热胀冷缩原理时要注意步骤一定要完整，既要证明“热胀”，也要证明“冷缩”，可在玻璃管口A处接一段乳胶管，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，
故答案为：在玻璃管口A处接一段乳胶管，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；
（4）点燃加热仪器的顺序要考虑实验的安全性和对实验结果的影响，在本实验中为了防止铁与空气中的氧气在加强热的条件下反应，应该先点燃酒精灯，
故答案为：先点燃酒精灯，产生水蒸气后再点燃酒精喷灯；
（5）干燥管中盛装是的物质是碱石灰，作用是除去反应产生的氢气中的水蒸气，故答案为：碱石灰；除去反应产生的氢气中的水蒸气；
（6）铁与水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气，氢气的爆炸极限是4.0%～75.6%，试管中收集的气体是氢气，就是说当氢气的含量在上述范围内的话就会引起爆炸，因此，点燃之前要检验纯度，故答案为：氢气；验纯．

点评：本题考查性质实验方案的设计，为高频考点，把握高温下铁与水反应及实验中装置的作用为解答的关键，侧重物质性质及实验分析能力的考查，题目难度中等．