Question

8．某兴趣小组为了探究铁粉与水蒸气反应的产物，做了下面实验．
资料：在不同温度下，铁粉与水蒸气反应的产物不同．
Fe+H₂O$\frac{\underline{\;＞570℃\;}}{\;}$FeO+H₂     3Fe+4H₂O$\frac{\underline{\;＞570℃\;}}{\;}$Fe₃O₄+4H₂
实验一：某兴趣小组用如图1所示装置，使铁粉与过量水蒸气充分反应并检验固体产物的组成．

（1）实验过程中，应先点燃酒精灯（选填“酒精灯”或“酒精喷灯”）；目的是先产生水蒸气，排尽空气，装置中石棉绒的作用是增大铁粉与水蒸气接触面积．
（2）若在实验中的某段时间内生成H₂0.2g，则这段时间内参加反应的铁粉质量至少是4.2g．
实验二：铁粉完全反应后，兴趣小组对硬质玻璃管中生成的FeO和Fe₃O₄的质量进行测定，实验流程如图2．
（1）实验前检查装置A的气密性：关闭止水夹K，从长颈漏斗向试管内加水，至长颈漏斗中管内的液面高于管外液面，静置一段时间，若液面高度差不变，则气密性良好．
（2）装置A中发生的反应方程式Zn+2HCl=ZnCl₂+H₂↑．
（3）为了安全，在点燃酒精灯之前，在F装置出口b处必须验纯．
（4）装置C中所放试剂为浓硫酸，装置B的作用是除去HCl气体．
（5）干燥管E右边又连接干燥管F的目的是防止空气中的二氧化碳和水被E吸收．若无干燥管F，测得Fe₃O₄的质量将偏大（填“偏大”、“偏小”或“无影响”）．

Answer 1

分析 实验一：（1）铁能与空气中的氧气发生反应，先加热酒精灯利用生成的水蒸气排除装置中的空气；装置中石棉绒可以增大水蒸气与铁粉的接触面积；
（2）分析两个反应可知产生四氧化三铁需要的铁少，因此可依据3Fe+4H₂O（g）$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$ Fe₃O₄+4H₂ ，由氢气的质量求出需要铁的质量；
实验二：利用装置A制备氢气，加入药品反应可以随时进行随时停止，通过装置B除去挥发出的氯化氢气体，通过装置C中的浓硫酸干燥氢气，通过装置D还原铁的氧化物得到金属铁和水蒸气，通过装置E吸收生成的水蒸气，最后连接装置F是为了避免空气中的二氧化碳和水蒸气进入装置E影响测定结果，
（1）根据检验气密性的方法进行分析解答；
（2）根据锌和盐酸反应产生氯化锌和氢气写出反应的方程式；
（3）根据氢气容易发生爆炸分析使用注意事项；
（4）根据产生的氢气会混有杂质，要进行除杂、干燥分析装置的作用；
（5）根据碱石灰会吸收空气中的二氧化碳和水蒸气导致E装置质量增加大，会使测定的水多，影响实验的沉淀分析；

解答 解：实验一：（1）铁能与空气中的氧气发生反应，因此为了排除氧气的干扰，先加热酒精灯利用生成的水蒸气排除装置中的空气；装置中石棉绒可以增大水蒸气与铁粉的接触面积，
故答案为：酒精灯；先产生水蒸气，排尽空气；增大铁粉与水蒸气的接触面积；
（2）设生成0.2g氢气至少需要铁的质量为x
3Fe+4H₂O（g） $\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Fe₃O₄+4H₂
168                                         8
x                                           0.2g
=x=4.2g
故答案为：4.2；
实验二（1）检查A装置气密性的方法：关闭止水夹K，从长颈漏斗向试管内加水，至长颈漏斗中管内的液面高于管外液面，静置一段时间，形成的液柱不下降，即液面高度差不变，则气密性良好；
故答案为：不变  
（2）锌和盐酸反应产生氯化锌和氢气；
故反应的方程式为：Zn+2HCl=ZnCl₂+H₂↑
（3）因为氢气在点燃时容易发生爆炸，验纯为了安全，在点燃酒精灯之前，在F装置出口b处必须验纯；
故答案为：验纯；
（4）产生的氢气会混有氯化氢和水蒸气，因此要先通过水除去氯化氢，再通过浓硫酸除去水蒸气；
故答案为：浓硫酸；除去HCl气体；
 （5）碱石灰会吸收空气中的二氧化碳和水蒸气导致E装置质量增加大，会使测定生成的水多，使测定的结果偏大；
故答案为：防止空气中的二氧化碳和水被E吸收；偏大；

点评 本题属于信息题的考查，考查了物质性质的探究，依据题目的信息及已有的知识进行分析计算，难度中等，能够考查学生的能力．