Question

【題目】某化學興趣小組利用如圖裝置進行鐵與水蒸氣反應的實驗，并檢驗產物的性質，請回答下列問題：

(1)A裝置的作用是____________，燒瓶底部放碎瓷片的作用是_________________________。

(2)裝置B中發生反應的化學方程式是____________________________________，該反應中氧化劑是__________，氧化產物是__________________。

(3)D的作用是__________________________________。

(4)E中的實驗現象是____________________________。

(5)A、B兩個裝置中應先點燃________________處的酒精(噴)燈，點燃E處酒精燈之前應進行的操作是________________。

Answer 1

【答案】產生水蒸氣 防止加熱時液體暴沸 3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2 H2O Fe3O4 吸收未反應的水蒸氣（或干燥H2) 黑色固體變成紅色，玻璃管內壁上有水珠生成 A 收集H2并檢驗其純度

【解析】

裝置A中水受熱生成水蒸氣，B中高溫條件下鐵與水蒸氣反應四氧化三鐵和氫氣，混有水蒸氣的氫氣經過干燥管D干燥后進入E裝置，與CuO反應生成Cu單質，加熱E之前應該先通氫氣把裝置中的氧氣排盡，防止氫氣與氧氣混合加熱發生爆炸，以此解答該題。

（1）鐵與水蒸氣反應的條件是高溫，水的狀態是氣體，所以A裝置的作用是產生水蒸氣；反應在高溫條件下進行，燒瓶底部放碎瓷片的作用防止加熱時液體暴沸；

（2）裝置B中是鐵與水蒸氣反應生成氫氣和四氧化三鐵，反應的方程式為3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2；氫元素化合價降低，得到電子，水是氧化劑，反應中鐵元素化合價升高，鐵是還原劑，四氧化三鐵是氧化產物；

（3）E是氫氣還原氧化銅的實驗，氣體進入E裝置前要干燥，否則會有危險，硬質玻璃管可能炸裂，因此D的作用是吸收未反應的水蒸氣（或干燥H2)；

（4）氫氣還原氧化銅得到銅和水，即H2+CuOCu+H2O，所以E中的實驗現象是硬質玻璃管中黑色固體變為紅色，硬質玻璃管右端管壁有液滴生；

（5）若先點燃B處，鐵會與氧氣先發生反應，所以須先點燃A處；氫氣是可燃性氣體混有空氣會發生爆炸，所以點燃E處酒精燈之前應進行的操作是驗證氫氣的純度，方法是：收集一試管氣體，將試管口靠近酒精燈火焰，若發出噗的聲音，說明氣體純凈；若發生尖銳爆鳴聲，說明氣體不純。