Question

2．红热的铁能与水蒸气反应，有氢气生成，现用如图所示装置进行铁在高温下与水蒸气反应的实验，并用简单的方法收集、检验生成的氢气．请回答下列问题：

（1）写出铁在高温下与水蒸气反应的化学方程式：3Fe+4H₂O（g） $\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Fe₃O₄+4H₂．
（2）干燥管C内盛放的药品是CaCl₂和CaO （填化学式）．干燥管的n（填“m”或“n”）端与g导管相连接．
（3）在D处画出用试管收集氢气的装置图（所需其他仪器自行选择）．
（4）怎样用简单的方法检验收集到的气体是氢气，简述实验操作步骤和现象试管口向下，用拇指堵住试管口，靠近火焰，松开拇指，能燃烧或发出爆鸣声，说明收集的气体是氢气．

Answer 1

分析 根据题目中提供的图可以看出本题实验的原理是前面烧瓶中产生水蒸气，经过横放的硬质玻璃管，在高温条件下与铁反应，反应后用干燥管除去多余的水蒸气，用小试管收集产生的气体．发生的反应为：3Fe+4H₂O（g） $\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Fe₃O₄+4H₂，由于产生的氢气，收集时要用向下排空气法，可以用点燃法检验收集到的气体是否是氢气，据此分析．

解答 解：（1）根据题目中提供的图可以看出本题实验的原理是前面烧瓶中产生水蒸气，经过横放的硬质玻璃管，在高温条件下与铁反应，反应后用干燥管除去多余的水蒸气，发生的反应为：3Fe+4H₂O（g） $\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Fe₃O₄+4H₂，故答案为：3Fe+4H₂O（g） $\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Fe₃O₄+4H₂；
（2）在高温条件下与铁反应，反应后用干燥管除去多余的水蒸气，所以干燥管C内盛放的药品是固体干燥剂CaCl₂和CaO，干燥管的n端与g导管相连接，
故答案为：CaCl₂；CaO；n；
（3）由于产生的氢气密度比空气轻，所以收集时要用向下排空气法，则收集氢气的装置图，故答案为：；
（4）可以用点燃法检验收集到的气体是否是氢气．具体做法是试管口向下，用拇指堵住试管口，靠近火焰，松开拇指，能燃烧或发出爆鸣声，说明收集的气体是氢气，
故答案为：试管口向下，用拇指堵住试管口，靠近火焰，松开拇指，能燃烧或发出爆鸣声，说明收集的气体是氢气．

点评 本题主要考查学生对实验原理分析的能力及对实验基本操作的掌握情况，学生如果能将实验基本操作进行适当综合就可解决问题，难度不大．