Question

1．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，就可以完成高温下“Fe与水蒸气的反应实验”．请设计实验，证明还原铁粉与水蒸气能够发生反应．
（1）铁粉与水蒸气反应的化学方程式是：3Fe+4H₂O $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Fe₃O₄+4H₂
并指明该氧化还原反应的还原剂是Fe，氧化剂是H₂O
（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）证明还原铁粉与水蒸气发生了反应的方法是检验是否有H₂产生
（4）停止反应，待装置冷却后，取出反应过的还原铁粉混合物，加入过量的稀硫酸充分反应，过滤．简述检验所得滤液中Fe³⁺的操作方法：滤液中加硫氰化钾溶液，若溶液显红色，说明存在Fe³⁺．

Answer 1

分析 （1）生成物是四氧化三铁和氢气，根据化合价的变化判断；
（2）实验前必须对整套装置进行气密性检查；
（3）证明铁和水蒸气反应的方法可以根据固体的性质验证分析，也可以依据生成的气体为氢气；
（4）在滤液中加硫氰化钾溶液，根据现象判断是否存在Fe³⁺．

解答 解：（1）铁与水蒸气发生氧化还原反应：3Fe+4H₂O $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Fe₃O₄+4H₂，反应中Fe的化合价升高，则Fe为还原剂，水中氢的化合价降低，水作氧化剂；
故答案为：3Fe+4H₂O $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Fe₃O₄+4H₂；Fe；H₂O；
（2）实验前必须对整套装置进行气密性检查，防止实验过程中发生漏气；
故答案为：检验装置的气密性；
（3）证明还原铁粉与水蒸气发生了反应的方法是收集气体进行爆鸣实验，证明铁发生了反应，
故答案为：检验是否有H₂产生；
（4）在滤液中加硫氰化钾溶液，若溶液显红色，说明存在Fe³⁺；
故答案为：滤液中加硫氰化钾溶液，若溶液显红色，说明存在Fe³⁺．

点评 本题为铁及其化合物的性质实验，题目难度不大，要掌握装置气密性的方法及检验气体纯度的方法，侧重于考查学生的实验探究能力．