Question

15．某校科學興趣小組的同學在閱讀資料時發現，18世紀末，法國科學家拉瓦錫曾經做了這樣一個實驗：讓水蒸氣通過一根燒紅的槍管，生成丁一種氣體．同學們對這個實驗很感興趣．
【問題】紅熱的鐵與水蒸氣反應生成的氣體是什么？
【猜想】猜想一：生成的氣體可能是氧氣．
猜想二：生成的氣體可能是氫氣．
【探究】為驗證生成的氣體是什么，該組同學在老師的指導下，設計了如圖實驗裝置，并收集反應產生的氣體（注：裝置中必要的鐵架臺、鐵夾、鐵圈、石棉網、加熱設備等在圖中均已略去）．A試管內裝有鐵粉，B燒瓶中裝有一定量的水，提供反應所需水蒸氣．

（1）該裝置中需加熱的儀器為AB（填字母）．
（2）圖中C裝置在實驗中起到了安全瓶的作用．若沒有C裝置，實驗結束時，先熄滅加熱設備，再把導管移出水面，這樣操作可能會導致倒流入試管，把試管炸裂．
（3）該組同學對所收集的氣體進一步實驗發現：該氣體不溶于水，比空氣輕，并且能燃燒．請你通過分析反應物的組成，結合實驗現象，判斷反應生成的氣體是氫氣．
（4）該反應在生成氣體的同時，還生成了一種黑色粉末狀固體，則組成黑色固體的元素應該是Fe、O（元素符號）．

Answer 1

分析 可以根據實驗目的判斷物質的作用，根據物質的元素組成可以判斷生成物的種類，根據物質的性質可以設計探究實驗．氧氣不能燃燒，氫氣能夠燃燒生成水；紅熱的鐵能和水蒸氣反應生成鐵的氧化物和氫氣．

解答 解：
（1）根據題目提供的信息（讓水蒸氣通過一根燒紅的槍管）判定A裝置中的鐵粉必須加熱，B裝置也必須加熱使水變成水蒸氣因為是鐵和水蒸氣的反應，故答案為：A、B
（2）熄滅加熱設備，會造成加熱裝置內溫度降低，壓強減小，若沒有C裝置會造成倒吸，水直接進入A裝置；（3）根據質量守恒定律，反應物中只含Fe、O、H三種元素，生成的氣體也就只有兩種可能：H₂或O₂；根據氣體的性質可確定是H₂；故答案為：H₂
（4）因為此反應是鐵和水發生的反應根據質量守恒定律反應前后元素種類不變，可確定生成的固體中一定含有Fe、O元素，故答案為：Fe、O；
答案：（1）AB；（2）水倒流入試管，把試管炸裂；（3）氫氣；（4）Fe、O．

點評 合理設計實驗，科學地進行實驗、分析實驗，是得出正確實驗結論的前提，因此要學會設計實驗、進行實驗、分析實驗，為學好化學知識奠定基礎．