Question

在焊接兩根鐵軌時(shí)，為確保施工質(zhì)量，工程技術(shù)人員常用到一種叫做“引火鐵”的反應(yīng)活性材料．實(shí)驗(yàn)室的制備過程如下：
（1）在高溫條件下用普通鐵粉和水蒸氣反應(yīng)，得到粉末狀的四氧化三鐵；
（2）將四氧化三鐵粉末在高溫條件下經(jīng)過與上述過程相反的反應(yīng)生成“引火鐵”粉末．請分別用以下兩套裝置，制取四氧化三鐵和“引火鐵”．實(shí)驗(yàn)中必須使用普通鐵粉和稀硫酸，其他試劑和用品自選．（注：裝置中必要的鐵架臺、鐵夾、鐵圈、石棉網(wǎng)、加熱設(shè)備等在圖中均已略去）

填寫下列空白：
（1）實(shí)驗(yàn)過程中第（1）、（2）兩個(gè)相反步驟的反應(yīng)方程式是：
①

 

；②

 

．                                
（2）在實(shí)驗(yàn)裝置中，燒瓶B的作用是

 

．
（3）實(shí)驗(yàn)時(shí)試管A中加入的固體是

 

，試管D處可收集到的氣體是

 

．
（4）實(shí)驗(yàn)時(shí)分液漏斗E中應(yīng)加入的試劑是

 

，在F中加入的固體是

 

，在U型管G中常加入固體氫氧化鈉，其作用是

 

．
（5）實(shí)驗(yàn)過程中，兩套裝置里所有需要加熱的儀器是

 

（填字母）．

Answer 1

分析：（1）利用題目信息書寫化學(xué)反應(yīng)方程式，在書寫化學(xué)方程式時(shí)要根據(jù)質(zhì)量守恒定律的實(shí)質(zhì)．
（2）燒瓶的作用就是加熱液體或者對液體進(jìn)行蒸餾．
（3）從實(shí)驗(yàn)所要達(dá)到的目的可以看出，前一個(gè)裝置是完成第一步實(shí)驗(yàn)的，而后一個(gè)裝置是完成第二步實(shí)驗(yàn)的．
（4）為了方便加入稀鹽酸使用了長頸漏斗，由于鹽酸具有揮發(fā)性，所以在生成氫氣的同時(shí)也會帶出一部分水蒸氣和氯化氫．
（5）反應(yīng)需要高溫和水蒸氣，故A、H和B都需要加熱．

解答：解：（1）根據(jù)題干中所提供的物質(zhì)可以推斷出第一步實(shí)驗(yàn)中除了生成四氧化三鐵外還會生成氫氣，故本題的答案為：
3Fe+4H₂O

高溫  .

4H₂+Fe₃O₄；Fe₃O₄+4H₂

高溫  .

3Fe+4H₂O
（2）燒瓶的作用就是加熱液體或者對液體進(jìn)行蒸餾，所以這里蒸餾瓶所起的作用就是產(chǎn)生水蒸氣，為了防止向試管中通入水蒸氣使試管驟冷，引起水的倒流從而在試管和收集氣體的試管中間加上了廣口瓶，以保證實(shí)驗(yàn)安全．
（3）試管A是鐵與水蒸氣反應(yīng)的裝置，故在A中裝的應(yīng)該是普通鐵粉，在反應(yīng)過程中 要生成氫氣，所以D是用來收集氫氣的．
（4）裝置F是用來制取氫氣的裝置，所以裝置E是用來添加稀硫酸的，由于使用的是稀硫酸來制取氫氣，所以在產(chǎn)生氫氣的同時(shí)可能帶出部分水蒸氣，故在U型管中加入氫氧化鈉來干燥氣體．
（5）反應(yīng)是在高溫的條件下反應(yīng)的，所以A和H裝置要加熱，同時(shí)反應(yīng)需要水蒸氣的參加，故B也需要加熱．
故答案為：（1）3Fe+4H₂O

高溫  .

Fe₃O₄+4H₂；  Fe₃O₄+4H₂

高溫  .

Fe+4H₂O（2）產(chǎn)生水蒸氣（3）鐵粉；H₂（4）稀硫酸；鋅粒；除去氫氣中的水蒸氣；
（5）A、B、H

點(diǎn)評：此題是一道實(shí)驗(yàn)綜合分析題，解題的關(guān)鍵是對題目提供的信息的整理與綜合，對培養(yǎng)學(xué)生分析問題的能力以及知識歸納能力有一定幫助．