Question

（20分）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，碎瓷片的作用是 。

（4）干燥管中盛装是的物质是 ，作用是 。

（5）试管中收集气体是 ，如果要在A处玻璃管处点燃该气体，则必须对该气体进行 。

 

Answer 1

（1）3Fe+4H2O(g) Fe3O4+H2 ；Fe；H2O

（2）将A端连接乳胶管和导管插入水中，用酒精灯微热圆底烧瓶，若有气泡产生，并停止加热后回升一段水柱，表示装置气密性良好

（3）提供水蒸气；防止发生暴沸 （4）碱石灰； 除去氢气中的水蒸气

（5）H2 ；验纯；收集一小试管氢气，管口向下，靠近火焰，松开手指，若听到噗的一声，表示纯净

【解析】

试题分析：（1）Fe与水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气，该反应为3Fe+4H2O（g）Fe3O4+4H2↑；Fe元素的化合价升高，Fe为还原性，H元素的化合价降低，则水为氧化剂；

（2）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”，即在玻璃管口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；

（3）圆底烧瓶中盛装的水，该装置受热后的主要作用是提供水蒸气；碎瓷片可防止暴沸发生，故答案为：防止暴沸；

（4）干燥管中的物质干燥氢气，则选碱石灰干燥剂来除去氢气中的水蒸气；

（5）该反应生成氢气，为可燃性气体，点燃前应验纯，否则气体不纯点燃会发生爆炸，操作为收集一小试管氢气，管口向下，靠近火焰，松开手指，若听到噗的一声，表示纯净。

考点：本题以铁与水的反应考查氧化还原反应、化学实验基本操作等