题目内容

5.某化学兴趣小组利用如图所示装置(部分夹持仪器已省略) 进行“铁与水反应”的实验,并检验产物的性质,请回答下列问题.

(1)A装置的作用是提供水蒸气,B中反应的化学方程式为:3Fe+4H2O(g)?Fe3O4+4H2↑.
(2)D的作用是干燥氢气.
(3)实验过程中最后点燃E处的酒精(喷)灯,点燃E处酒精灯之前应进行的操作是先通一段时间的氢,再点灯.

分析 装置A中水受热生成水蒸气,B中高温条件下铁与水蒸气反应四氧化三铁和氢气,混有水蒸气的氢气经过干燥管D干燥后进入E装置,与CuO反应生成Cu单质,加热E之前应该先通氢气把装置中的氧气排尽,防止氢气与氧气混合加热发生爆炸.据此分析.

解答 解:(1)铁与水蒸气反应的条件是高温,水的状态是气体,所以A装置的作用是造水蒸气,B中是铁与水蒸气反应生成氢气和四氧化三铁,方程式为:3Fe+4H2O(g)$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Fe3O4+4H2
故答案为:提供水蒸气; 3Fe+4H2O(g)$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Fe3O4+4H2
(2)E是氢气还原氧化铜的实验,气体进入E装置前要干燥,否则会有危险,硬质玻璃管可能炸裂,所以D的作用是干燥氢气;
故答案为:干燥氢气;
(3)排除E装置中的空气后,再点燃E处酒精灯,所以最后点燃E处酒精灯;氢气是可燃性气体混有空气会发生爆炸,所以点燃E处酒精灯之前,应先通一段时间的氢,再点灯;
故答案为:E;先通一段时间的氢,再点灯.

点评 本题考查了铁与水蒸气反应的探究实验,利用氢气还原氧化铜这个实验对产物氢气进行检验,考查了实验操作中的注意事项,题目较简单.

练习册系列答案
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17.氯化铁是常见的水处理剂,利用废铁屑可制备无水氯化铁.实验室制备装置和工业制备流程图如下:

已知:(1)无水FeCl3熔点为555K、沸点为588K.(2)废铁屑中的杂质不与盐酸反应
(3)不同温度下六水合氯化铁在水中的溶解度如下:
温度/℃02080100
溶解度(g/100g H2O)74.491.8525.8535.7
实验室制备操作步骤如下:
Ⅰ.打开弹簧夹K1,关闭活塞K2,并打开活塞a,缓慢滴加盐酸.
Ⅱ.当…时,关闭弹簧夹K1,打开弹簧夹K2,当A中溶液完全进入烧杯后关闭活塞a.
Ⅲ.将烧杯中溶液经过一系列操作后得到FeCl3•6H2O晶体.请回答:
(1)烧杯中足量的H2O2溶液的作用是把亚铁离子全部氧化成三价铁离子.
(2)为了测定废铁屑中铁的质量分数,操作Ⅱ中“…”的内容是装置A中不产生气泡或量气管和水准管液面不变.
(3)从FeCl3溶液制得FeCl3•6H2O晶体的操作步骤是:加入 盐酸后、蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥.
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(5)捕集器温度超过673K时,存在相对分子质量为325的铁的氯化物,该物质的分子式为Fe2Cl6
(6)FeCl3的质量分数通常可用碘量法测定:称取m g无水氯化铁样品,溶于稀盐酸,配制成100mL溶液;取出10.00mL,加入稍过量的KI溶液,充分反应后,滴入几滴淀粉溶液,并用c mol•L-1Na2S2O3溶液滴定,消耗VmL(已知:I2+2S2O32-═2I-+S4O62-).
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14.李强在学习了高中化学《铁及其化合物》一节的知识后,对初中“铁丝在氧气中燃烧”实验中的产物产生了疑惑,他认为燃烧时溅落下来的黑色物质中除了Fe3O4外可能还含有其他物质,为了验证自己的猜想,他在实验室中重做该实验,并进行了如下探究活动:查阅资料:①自然界中铁的氧化物主要是Fe3O4和Fe2O3两种,FeO高温时极易被氧化为Fe2O3,而Fe2O3在高温时又容易分解成Fe3O4和一种气体;②铁的氧化物的分解温度及铁的熔点:
Fe3O4Fe2O3Fe
分解温度/°C15381400-
熔点/°C--1535
(1)根据以上资料,李强提出猜想:黑色物质的成分可能为Fe和Fe3O4.为了确定黑色物质的成分,李强设计了如下几个实验方案:
方案1:取该黑色物质溶于足量的稀硫酸中,观察是否有大量气体生成.
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方案3:取少量碾碎成粉末状的黑色物质,用磁铁吸引,看是否被吸起.
你认为能够证明李强猜想的合理实验方案是方案2,其他方案不合理的原因是黑色固体中Fe含量很少,同时在溶液中发生反应:2Fe3++Fe=3Fe2+,则方案1看不到明显现象(只说其中的一个理由).
(2)针对李强的质疑,研究性学习小组又设计了新的探究方案,装置如下图所示.

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b.根据测定的实验数据,计算出黑色固体中Fe3O4的质量分数为$\frac{29(m1-m2)}{8(m2-m3)}$.
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