Question

某化學課外活動小組探究鐵粉與水蒸氣反應的產物，并用生成的氣體來還原氧化銅，最后測定水的組成，擬用如圖所示的部分儀器來完成該探究實驗（鐵架臺及酒精燈等儀器可自由選擇）．

請回答下列問題：
（1）B中所盛的試劑是

水

，F中所盛的試劑是

堿石灰

，E的作用是

除去氫氣中的水蒸氣

．
（2）請將各接口連接好：k→a，h→

i，j→g，f→b，c→d

．
（3）A中發生反應的化學方程式為

3Fe（g）+4H₂O

高溫  .

Fe₃O₄+4H₂↑

．
（4）實驗中需要加熱的裝置有

A、B、D

 （填裝置下面的字母，下同），需要稱量質量的裝置有

D、F

，測定水的組成的步驟為

實驗前后分別稱量D裝置和F裝置的質量，D裝置的兩次稱量之差即是生成的水中氧元素的質量，F裝置的兩次稱量之差即生成水的質量，用水的質量減去氧元素的質量的氫元素的質量，從而計算出水中氫、氧元素的質量之比

．
（5）用圖中所給儀器組裝成的裝置的不足之處是

裝置尾部缺少一個能吸收空氣中水蒸氣和二氧化碳的裝置，球星干燥管直接與空氣相連，會因吸收了空氣中的水蒸氣和二氧化碳，而使測定結果不準確，使氫、氧兩元素的質量比偏大．

．

Answer 1

分析：（1）本實驗需要水蒸氣，故B中盛的應該是水； 為了測定水的組成，需要將氫氣與氧化銅反應后生成的水吸收并測定其質量，故干燥管F所盛的干燥劑是固體干燥劑，最好選用堿石灰；反應生成的氫氣中混有大量沒有反應的水蒸氣，必須除去，避免后面測定水的組成帶來影響，E盛的應該是濃硫酸；
（2）根據實驗目的，連接順序應該是先制取氫氣，接著除去氫氣中的水蒸氣，再到氫氣還原氧化銅，最后堿石灰吸收產生的水的質量，故連接順序為k→a，h→i，j→g，f→b，c→d；
（3）鐵和水蒸氣反應的方程式為：3Fe+4H₂O（g）

高溫  .

Fe₃O₄+4H₂↑；
（4）需要加熱的裝置有A、B、D；需要稱量的裝置有D、F；測定水的組成的步驟為：實驗前后分別稱量D裝置和F裝置的質量，D裝置的兩次稱量之差即是生成的水中氧元素的質量，F裝置的兩次稱量之差即生成水的質量，用水的質量減去氧元素的質量的氫元素的質量，從而計算出水中氫、氧元素的質量之比；
 （5）本實驗的不足之處是：裝置的尾部缺少一個能吸收空氣中水蒸氣和二氧化碳的裝置，球星干燥管直接與空氣相連，會因吸收了空氣中的水蒸氣和二氧化碳，而使測定結果不準確，使氫、氧兩元素的質量比偏大．

解答：解：（1）探究鐵粉與水蒸氣反應，故用到水蒸氣，B裝的應該是水；干燥管是用來吸收氫氣還原氧化銅生成的水的，故是固體干燥劑，選用的是堿石灰；反應制取的氫氣中混有大量水蒸氣，下一步是還原氧化銅，氫氣必須干燥，還有后面需要測定水的質量，氫氣中混有的水蒸氣會帶來干擾，故E的作用是：除去氫氣中的水蒸氣；
故答案為：水；堿石灰；除去氫氣中的水蒸氣；
（2）、依據實驗的目標，先制取氫氣，然后干燥氫氣，再還原氧化銅，測定水的質量，故連接順序是：k→a，h→i，j→g，f→b，c→d，
故答案為：i，j→g，f→b，c→d；
（3）鐵與水蒸氣反應的化學方程式為：3Fe+4H₂O（g）

高溫  .

Fe₃O₄+4H₂↑，
故答案為：3Fe+4H₂O（g）

高溫  .

Fe₃O₄+4H₂↑；
（4）根據實驗過程，需要加熱的有：A鐵與水蒸氣反應裝置、B制取水蒸氣裝置、D氫氣還原氧化銅裝置；需要稱量裝置有：D兩次稱量獲得生成水中氧元素的質量、F氫氣還原氧化銅生成水的質量；測定水的做出步驟是：實驗前后分別稱量D裝置和F裝置的質量，D裝置的兩次稱量之差即是生成的水中氧元素的質量，F裝置的兩次稱量之差即生成水的質量，用水的質量減去氧元素的質量的氫元素的質量，從而計算出水中氫、氧元素的質量之比；
故答案為：ABD；DF；實驗前后分別稱量D裝置和F裝置的質量，D裝置的兩次稱量之差即是生成的水中氧元素的質量，F裝置的兩次稱量之差即生成水的質量，用水的質量減去氧元素的質量的氫元素的質量，從而計算出水中氫、氧元素的質量之比；
（5）本實驗有不足之處，F裝置直接由空氣相連，會吸收空氣中的水和二氧化碳，影響測定結果，
故答案為：裝置的尾部缺少一個能吸收空氣中水蒸氣和二氧化碳的裝置，球星干燥管直接與空氣相連，會因吸收了空氣中的水蒸氣和二氧化碳，而使測定結果不準確，使氫、氧兩元素的質量比偏大．

點評：本題重點考查鐵與水蒸氣反應的實驗，同時考查化學實驗基本操作及相關定量試驗，具有一定的綜合性，難度中等，涉及的知識，都是高中化學教材中學生應該掌握的知識．