Question

纳米材料具有特殊的性能，“引火铁”（极细的铁粉）是一种准纳米材料，它在空气中可以自燃．下面是用新制的四氧化三铁与纯净的氢气制备“引火铁”的装置：

（1）写出四氧化三铁与氢气反应生成“引火铁”的化学方程式：______．
（2）B、C中所盛的物质分别是：B______、C______．
（3）加热前，如何用实验检验装置中的空气是否排尽？______．
（4）未参加反应的氢气直接排入实验室中，可能引起爆炸，应该用什么方法处理？______．

Answer 1

解：（1）从题目可知“引火铁”（极细的铁粉）是一种准纳米材料，成分是铁（Fe），这个反应中反应物是四氧化三铁（Fe₃O₄）与氢气（H₂），生成物是铁（Fe）和H₂O；反应条件加热．配平即可．
（2）通过B、C的目的是得到纯净干燥氢气，可用水或NaOH吸收HCl气体，用浓H₂SO₄吸收水分干燥气体；
（3）从导气管末端收集一小试管气体，点燃，不发出尖锐爆鸣声，说明空气已经排完；
（4）可用点燃的方法或用气球收集没有参加反应的氢气．
故答案为：（1）Fe₃O₄+4H₂3Fe+4H₂O
（2）水、浓硫酸；
（3）用试管在D的出口导管处收集气体，检验氢气的纯度；
（4）点火燃烧（或用气球收集起来）．
分析：首先要弄清实验的目的，化学反应的原理，从而确定各个装置的作用，同时还要考虑实验的安全、环境保护等．
（1）氢气还原四氧化三铁生成铁和水，注意配平和反应条件；
（2）用锌和稀盐酸制取的氢气中含有氯化氢气体和水，要选择适当的试剂除去它们；
（3）根据氢气的验纯方法来解答；
（4）根据尾气的处理方法回答．
点评：此题利用制备引火铁来考查氢气的性质以及气体的净化方法，可以结合一氧化碳还原氧化铁的实验来回答，此题难度不大．