Question

【題目】如圖是鐵與水蒸氣反應的實驗裝置。在硬質玻璃管中放入還原鐵粉和石棉絨(石棉絨是耐高溫材料，與水、鐵不反應)的混合物，加熱，并通入水蒸氣，就可以完成高溫下鐵與水蒸氣反應的實驗。

（1）該實驗反應的反應方程式為：___。

（2）儀器a的名稱是___。

（3）某同學為了研究一定時間內鐵粉的轉化率，設計了如下實驗：準確稱量一定質量的鐵粉進行反應，測量反應后生成氣體的體積，計算鐵粉的轉化率。

①該同學應該先點燃__(填“A”或“B”)處的酒精燈(或酒精噴燈)，測量氣體體積不可以選用上圖中___(填“甲”“乙”或“丙”)裝置。

②稱取5.6g鐵粉與適量石棉絨混合，然后加熱反應一段時間。若測出的氣體體積在標準狀況下為0.896L，則鐵粉的轉化率為__。（轉化率=）

（4）將硬質玻璃管中反應后的固體混合物全部取出置于燒杯中，加入足量的鹽酸溶解并過濾，為探究反應后溶液中可能的陽離子，小林同學進行如下實驗，請你將下表補充完整：

步驟	現象	解釋(用離子方程式表示)	結論
Ⅰ.取樣，滴加KSCN溶液	溶液不變紅色（Fe3+與KSCN溶液反應顯紅色）	①Fe3O4+8H+=Fe2++2Fe3++4H2O ②____	Ⅲ.反應后的溶液中陽離子為___
Ⅱ.取樣，滴加NaOH溶液	剛開始無明顯現象，一段時間后先出現白色沉淀，迅速變為灰綠色，最終變為紅褐色	①___ ②Fe2++2OH—=Fe(OH)2↓（白色） 4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3

Answer 1

【答案】3Fe+4H2O（g）Fe3O4+4H2 干燥管 A 甲 30% Fe+2Fe3+=3Fe2+ OH－+H+=H2O H＋、Fe2＋

【解析】

⑴A提供水蒸氣，在B中反應，該實驗反應的反應方程式為3Fe+4H2O（g）Fe3O4+4H2。

⑵儀器a的名稱是干燥管。

⑶①先將A處酒精燈點燃，讓水蒸氣充滿整個裝置，再點燃B處酒精燈，用排水法測定氣體體積。

②稱取5.6g鐵粉即鐵的物質的量為0.1mol，若測出的氣體體積在標準狀況下為0.896L即物質的量為0.04mol，根據3Fe+4H2O（g）Fe3O4+4H2，則鐵的物質的量為0.03mol，再計算鐵粉的轉化率為。

⑷溶液不變紅色（Fe3+與KSCN溶液反應顯紅色），說明溶液中的鐵離子與鐵反應生成了亞鐵離子，Fe+2Fe3+=3Fe2+，加入氫氧化鈉，剛開始無明顯現象，說明是酸堿中和反應，離子反應為OH－+H+ = H2O，從而說明反應后的溶液中陽離子。

⑴A提供水蒸氣，在B中反應，該實驗反應的反應方程式為3Fe+4H2O（g）Fe3O4+4H2，故答案為：3Fe+4H2O（g）Fe3O4+4H2。

⑵儀器a的名稱是干燥管，故答案為：干燥管。

⑶①先將A處酒精燈點燃，讓水蒸氣充滿整個裝置，再點燃B處酒精燈，用排水法測定氣體體積，因此不可以選用上圖中甲裝置，故答案為：A；甲。

②稱取5.6g鐵粉即鐵的物質的量為0.1mol，若測出的氣體體積在標準狀況下為0.896L即物質的量為0.04mol，根據3Fe+4H2O（g）Fe3O4+4H2，則鐵的物質的量為0.03mol，則鐵粉的轉化率為，故答案為：30%。

⑷溶液不變紅色（Fe3+與KSCN溶液反應顯紅色），說明溶液中的鐵離子與鐵反應了生成亞鐵離子，Fe+2Fe3+=3Fe2+，加入氫氧化鈉，剛開始無明顯現象，說明是酸堿中和反應，離子反應為OH－+H+ = H2O，從而說明反應后的溶液中陽離子為H＋、Fe2＋，故答案為：Fe+2Fe3+=3Fe2+；OH－+H+ = H2O；H＋、Fe2＋。