Question

10．如图1是还原铁粉与水蒸气反应的实验装置，实验时，B中灰色的铁粉变为黑色，且生成的黑色固体物质是一种可溶于稀盐酸的较复杂化合物．请回答下列问题：

（1）B中发生反应的化学方程式为3Fe+4H₂O（g）$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Fe₃O₄+4H₂．
（2）A的名称圆底烧瓶，A中投放碎瓷片的目的是防止A中液体暴沸．
（3）某次实验后，取B中的固体物质少量，溶于足量稀盐酸，再滴加KSCN溶液．溶液颜色无明显变化，试用离子反应方程式解释原因Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺．
（4）如图2中虚线部分，可以用右图所示装置代替，在X口点燃收集到的气体即可检验H₂的存在．实验开始时，打开K₁、K₂，关闭K₃，使反应先进行一段时间之后，必须进行氢气的验纯操作，方可关闭K₂、打开K₃，再收集气体．当收集到半瓶气体时，停止加热，关闭K₁，若要使H₂顺利逸出而进行点燃实验，操作是关闭K₁，打开K₂，连续轻轻挤压塑料矿泉水瓶，使氢气缓缓逸出．

Answer 1

分析 （1）铁在高温下与水反应生成四氧化三铁和氢气；
（2）A的名称是圆底烧瓶；水的沸点为100℃，较低；
（3）根据铁和水蒸气的反应的反应物和生成物解答；
（4）可燃性的气体点燃前须验纯；当收集到半瓶气体时，停止加热，关闭K₁，若要使H₂顺利逸出而进行点燃实验，须关闭K₁，打开K₂，连续轻轻排挤压塑料矿泉水瓶，使氢气缓缓逸出．

解答 解：（1）铁在高温下与水反应生成四氧化三铁和氢气，反应方程式为：3Fe+4H₂O（g）$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Fe₃O₄+4H₂ ，
故答案为：3Fe+4H₂O（g）$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Fe₃O₄+4H₂ ；
（2）A的名称是圆底烧瓶；水的沸点为100℃，较低，反应前A中投放碎瓷片的目的是防止A中水暴沸，
故答案为：圆底烧瓶；防止A中液体暴沸；
（3）铁和水蒸气反应，产物为四氧化三铁和氢气，当实验时，B中灰色的铁粉变为黑色，黑色固体中可能含有过量的铁，取B中的固体物质少量，溶于足量稀盐酸，再滴加KSCN溶液．溶液颜色无明显变化，说明在溶液中Fe³⁺被未反应的铁粉完全还原，离子反应方程式为：Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺；
故答案为：Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺；
（4）实验开始时，打开K₁．K₂，关闭K₃，使反应先进行一段时间之后，在X口点燃收集到的气体，不纯的氢气在点燃时会有爆鸣声，爆鸣声说明有氢气生成，即可说明“铁与水蒸气”能够进行反应，可燃性的气体点燃前须验纯；当收集到半瓶气体时，停止加热，关闭K₁，若要使H₂顺利逸出而进行点燃实验，须关闭K₁，打开K₂，连续轻轻排挤压塑料矿泉水瓶，使氢气缓缓逸出，
故答案为：氢气的验纯；关闭K₁，打开K₂．

点评 本题考查铁及其化合物的性质实验，结合相关的化学反应原理是解答的关键，本题难度不大．