Question

13．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与水蒸气反应的实验”．
请回答该实验中的问题．
（1）写出该反应的化学方程式3Fe+4H₂O （g）$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Fe₃O₄+4H₂．
（2）实验前必须对整套装置进行的操作是检验装置的气密性．
（3）圆底瓶中盛装的物质可以是水，作用是为硬质玻璃管内Fe与水蒸气的反应实验提供持续不断的水蒸气．
（4）干燥管中盛装的物质可以是碱石灰，作用是除去反应产生的H₂中的水蒸气．
（5）试管中收集到的气体是氢气，如果要在A处玻璃管口处点燃该气体，则必须该气体进行验纯，这一操作的目的是防止点燃时，氢气因含有氧气而爆炸．

Answer 1

分析 （1）铁与水蒸气在高温下反应生成物是四氧化三铁和氢气；
（2）实验前必须对整套装置进行气密性检查；
（3）根据反应物为水蒸气与铁解答；
（4）干燥管内固体干燥剂一般用无水氯化钙或固体氢氧化钠和碱石灰等，要注意干燥剂不能和被干燥的物质反应；
（5）点燃氢气前一定要检验纯度，防止发生爆炸．

解答 解：（1）铁与水蒸气在高温下反应生成物是四氧化三铁和氢气，反应方程式为：3Fe+4H₂O （g）$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Fe₃O₄+4H₂，
故答案为：3Fe+4H₂O（g） $\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Fe₃O₄+4H₂；
（2）实验前必须对整套装置进行气密性检查，故答案为：检验装置的气密性；
（3）因为反应物为水蒸气与铁，所以圆底烧瓶中是水，这里加热的目的就是提供水蒸气，
故答案为：水；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；
（4）干燥氢气可以用碱石灰干燥剂，故答案为：碱石灰；除去反应产生的H₂中的水蒸气；
（5）铁与水蒸气发生氧化还原反应生成氢气，点燃氢气前一定要检验纯度，防止发生爆炸；
故答案为：氢气；验纯；防止点燃时，氢气因含有氧气而爆炸．

点评 本题为铁及其化合物的性质实验，掌握铁和水蒸气反应的原理和产物的检验是解答的关键，题目难度不大．