Question

【题目】已知红热的铁能与水蒸气反应生成氢气。现用如图所示装置进行铁在高温下与水蒸气反应的实验,并用简单的方法收集、检验生成的氢气。请回答下列问题。

(1)写出铁在高温下与水蒸气反应的化学方程式: _____________________

(2)干燥管C中盛放的药品是________；干燥管的_______(填“m”或“n”)端与g导管相连接。

(3)怎样用简单的方法检验收集到的气体是氢气?简述实验操作步骤和现象：_____

(4)若收集到标准状况下的H2 11.2 L,则参加反应的铁粉的质量为____________g。

(5)当固体质量增加16 g时，生成H2的质量为____________g。

Answer 1

【答案】3Fe+4H2O(g)= Fe3O4+4H2↑ 碱石灰 n 用拇指堵住试管口。试管口向上，靠近酒精灯火焰，松开拇指发出爆鸣声，说明收集到的气体是氢气 21 2

【解析】

(1) 铁在高温下与水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气；

(2)干燥管C为吸收未反应的水蒸气，可用碱石灰干燥；为保证干燥效果，气流的流向为干燥管大口进，小口出；

(3)收集的氢气在点燃时有爆鸣声，则验证收集气体为氢气；

(4) 根据方程式计算；

(5)反应前为Fe，反应后为铁的氧化物，固体增加的为O的质量。

(1) 铁在高温下与水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气，方程式为3Fe+4H2O(g)= Fe3O4+4H2↑；

(2)干燥管C为吸收未反应的水蒸气，可用碱石灰干燥；为保证干燥效果，气流的流向为干燥管大口进，小口出，即n进m出；

(3)氢气能够与氧气反应，若收集的气体在点燃时有爆鸣声，则可验证收集气体为氢气；具体的操作及现象为：用拇指堵住试管口，试管口向上，靠近酒精灯火焰，松开拇指发出爆鸣声，说明收集到的气体是氢气；

(4) 标准状况下H2为11.2 L，即0.5mol，根据方程式3Fe+4H2O(g)= Fe3O4+4H2↑可知，参加反应的Fe为0.375mol，m=nM=0.375mol×56g/mol=21g；

(5)反应前为Fe，反应后为铁的氧化物，固体增加的为O的质量，固体质量增加16 g时，n（O）=1mol，根据原子守恒可知，反应的Fe3O4为0.25mol，则生成氢气的物质的量为1mol，其质量为2g。