题目内容

应用下列装置,在硬质破璃管中放入还原铁粉和石棉绒的混合物加热,并通过水蒸气,就可以完成“高温下Fe与水蒸气的反应实验”.请完成该实验中的问题:
(1)写出该反应的化学方程式:
 
;该氧化还原反应的氧化剂是
 
.
(2)实验前必须对整套装置进行的操作是
 
.
(3)圆底烧瓶中盛装的是水,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
 
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(4)酒精灯和酒精喷灯点燃的顺序是
 
.
(5)干燥管中盛装的物质是
 
.
考点:性质实验方案的设计
专题:
分析:(1)Fe与水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气,Fe元素的化合价升高,H元素的化合价降低;
(2)实验前必须对整套装置进行气密性检查;
(3)反应物为水蒸气与铁;碎瓷片可防止暴沸发生;
(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.
解答: 解:(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)
 高温 
.
 
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,故答案为:3Fe+4H2O(g)
 高温 
.
 
Fe3O4+4H2;H2O;
(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,所以这里加热的目的就是提供水蒸气;碎瓷片可防止暴沸发生;故答案为: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;防止暴沸;
(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,排掉硬质玻璃管内空气,为Fe与水蒸气的反应实验提供持续不断的水蒸气,
故答案为:先点燃酒精灯,后点燃酒精喷灯;
(5)铁与水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气,碱石灰和氢气不反应,所以可用碱石灰干燥剂除去反应产生的H2中的水蒸气,故答案为:碱石灰.
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.
练习册系列答案
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某校化学兴趣小组探究SO2与FeCl3溶液的反应,所用装置如图所示.
(1)该小组同学预测SO2与FeCl3溶液反应的现象为溶液由棕黄色变成浅绿色,然后开始实验.
步骤①配制1mol?L-1 FeCl3溶液(未用盐酸酸化),测其pH约为1,取少量装入试管B中,加热A.
FeCl3溶液显酸性的原因是
 
.写出装置A中产生SO2的化学方程式:
 
.
(2)当SO2通入到FeCl3溶液至饱和时,同学们观察到的现象是溶液由棕黄色变成红棕色,没有观察到丁达尔现象.将混合液放置12小时,溶液才变成浅绿色.
【查阅资料】Fe(HSO3)2+离子为红棕色,它可以将Fe3+还原为Fe2+.生成Fe(HSO3)2+离子的反应为可逆反应.
解释SO2与FeCl3溶液反应生成红棕色Fe(HSO3)2+离子的原因:
 
.
写出溶液中Fe(HSO3)2+离子与Fe3+反应的离子方程式:
 
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(3)为了探究如何缩短红棕色变为浅绿色的时间,该小组同学进行了步骤③的实验.
步骤②往5mL 1mol?L-1 FeCl3溶液中通入SO2气体,溶液立即变为红棕色.微热3min,溶液颜色变为浅绿色.
步骤③往5mL重新配制的1mol?L-1 FeCl3溶液(用浓盐酸酸化)中通入SO2气体,溶液立即变为红棕色.几分钟后,发现溶液颜色变成浅绿色.
用铁氰化钾溶液检验步骤②和步骤③所得溶液中的Fe2+,其现象为
 
.
(4)综合上述实验探究过程,可以获得的实验结论:
I.SO2与FeCl3溶液反应生成红棕色中间产物Fe(HSO3)2+离子;
Ⅱ.红棕色中间产物转变成浅绿色溶液是一个较慢的过程;
Ⅲ.
 
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