Question

常温下，铁与水几乎不反应，但高温下，铁能与水蒸气反应，生成四氧化三铁（磁铁矿的主要成分）和氢气．请设计实验，证明铁粉与水蒸气能够发生反应并且产生了氢气．
（1）铁粉与水蒸气反应的化学方程式是：

 

，该反应的基本反应类型是

 

．
（2）某兴趣小组同学用如图所示装置进行实验（D可以重复利用），请你协助该小组同学完成以下实验：①实验结束后，发现B中铁粉全部转化产生了黑色块状固体，为了证明黑色固体不是铁粉，该兴趣小组同学取黑色固体进行实验，请你帮他们完成下列实验报告：

实验操作	实验现象	实验结论
		黑色固体不是铁粉

②为了除去B中出来的水蒸气，该小组同学在C中首先连接了D作为洗气装置对氢气进行干燥，则D瓶中填装的药品可以是

 

；
③为了收集和验证所产生的氢气，该小组同学使用D作为气体的收集装置，则气体应该从

 

（填“a”或“b”）通入．
④实验室通常用浓盐酸与二氧化锰共热的方法来制取氯气，一般可选用装置A做气体的发生装置，理由是

 

．

Answer 1

分析：（1）根据书写化学方程式的方法和步骤，以及化学反应类型的判断方法等，来分析填写即可．
（2）①根据铁能与酸反应生成氢气的性质判断；
②浓硫酸具有吸水性，可干燥某些气体；
③根据氢气的密度判断收集方法；
④根据反应物的状态和反应条件判断收集装置．

解答：解：（1）铁粉与水蒸气反应的化学方程式是：3Fe+4H₂O

高温  .

Fe₃O₄+4H₂，反应物和生成物都是单质和化合物，符合置换反应的特点，属于置换反应．故填：3Fe+4H₂O

高温  .

Fe₃O₄+4H₂，置换反应．
（2）①根据铁和四氧化三铁的不同性质鉴定：铁盒四氧化三铁都有磁性，铁和盐酸反应生成气体，四氧化三铁和酸反应不生成气体，也可用加入硫酸铜溶液无红色物质析出也可鉴别；故答案为：

实验操作	实验现象	实验结论
取少量黑色固体加入足量的稀盐酸，充分反应	无气泡产生	黑色固体不是铁粉

②浓硫酸可干燥氢气，故填浓硫酸；
③氢气的密度比空气小，收集到的氢气在集气瓶的上部，故要从短管通入，故填b．
④实验室用浓盐酸与二氧化锰共热的方法来制取氯气，反应物是固体和液体，需要加热，故选A装置．故填：该反应是固液反应，反应条件是加热．

点评：本题考查了化学方程式的书写和反应类型的判断，解答时，要严格按照化学方程式的书写和反应类型的判断方法及步骤，按部就班地细心分析和解答．