Question

17．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）写出该反应的化学方程式3Fe+4H₂O $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$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）酒精灯和酒精喷灯点燃的顺序是先点燃酒精灯，产生水蒸气后，再点燃酒精喷灯，为什么？防止先点燃酒精喷灯导致Fe与O₂的反应．
（4）干燥管中盛装是的物质是碱石灰，作用是除去反应产生的H₂中的水蒸气．
（5）试管中收集气体是氢气，如果要在A处玻璃管处点燃该气体，则必须对该气体进行验纯，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）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）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；该装置先点燃酒精灯，产生水蒸气后，再点燃酒精喷灯，防止先点燃酒精喷灯导致Fe与O₂的反应．；
（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）铁与水蒸气反应生成氢气；点燃氢气前一定要检验纯度，防止发生爆炸．

解答 解：（1）铁与水蒸气发生氧化还原反应，反应的化学方程式为：3Fe+4H₂O $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Fe₃O₄+4H₂，
故答案为：3Fe+4H₂O $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Fe₃O₄+4H₂；
（2）装置气密性影响实验进程，所以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）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，产生水蒸气后，排掉硬质玻璃管内空气，再点燃酒精喷灯，
故答案为：先点燃酒精灯，产生水蒸气后，再点燃酒精喷灯；防止先点燃酒精喷灯导致Fe与O₂的反应；
（4）收集干燥氢气，需要用干燥剂除去反应产生的H₂中的水蒸气，氢气为中性气体，可以用碱石灰干燥，
故答案为：碱石灰；除去反应产生的H₂中的水蒸气；
（5）铁与水蒸气的反应为：3Fe+4H₂O $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Fe₃O₄+4H₂，所以收集的气体为氢气；氢气为易燃气体，纯度不足时会发生爆炸，所以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，题目难度中等，注意掌握装置气密性的方法及检验气体纯度的方法，试题培养了学生的分析能力及化学实验能力．