Question

图（左）是还原铁粉与水蒸气反应的实验装置，实验时，B中灰色的铁粉变为黑色，且生成的黑色固体物质是一种可溶于稀盐酸的较复杂化合物．请回答下列问题：

（1）B中发生反应的化学方程式为

3Fe+4H₂O（g）

高温  .

Fe₃O₄+4H₂

．
（2）反应前A中投放碎瓷片的目的是

防止A中液体暴沸

．
（3）某次实验后，取B中的固体物质少量，溶于足量稀盐酸，再滴加KSCN溶液．溶液颜色无明显变化，试解释原因

在溶液中Fe³⁺被未反应的铁粉完全还原

．
（4）如图（左）中虚线部分，可以用右图所示装置代替，在X口点燃收集到的气体即可检验H₂的存在．实验开始时，打开K₁．K₂，关闭K₃，使反应先进行一段时间之后，必须进行

氢气的验纯

 操作，方可关闭K₂．打开K₃，再收集气体．当收集到半瓶气体时，停止加热，关闭K₁，若要使H₂顺利逸出而进行点燃实验，操作的方法是

关闭K₁，打开K₂，连续轻轻排挤压塑料矿泉水瓶，使氢气缓缓逸出

．
（5）替代装置未像原装置那样使用干燥管，同样顺利完成了实验，原因是

未反应的大量水蒸气被瓶中的水冷凝

．

Answer 1

分析：（1）铁在高温下与水反应生成四氧化三铁和氢气；
（2）水的沸点为100℃，较低；
（3）根据铁和水蒸气的反应的反应物和生成物解答；
（4）可燃性的气体点燃前须验纯；
（5）根据干燥管的作用解答．

解答：解：（1）铁在高温下与水反应生成四氧化三铁和氢气，反应方程式为：3Fe+4H₂O（g）

高温  .

Fe₃O₄+4H₂ ，
故答案为：3Fe+4H₂O（g）

高温  .

Fe₃O₄+4H₂ ；
（2）水的沸点为100℃，较低，反应前A中投放碎瓷片的目的是防止A中水暴沸，
故答案为：防止A中液体暴沸；
（3）铁和水蒸气反应，产物为四氧化三铁和氢气，当实验时，B中灰色的铁粉变为黑色，黑色固体中可能含有过量的铁，取B中的固体物质少量，溶于足量稀盐酸，再滴加KSCN溶液．溶液颜色无明显变化，说明在溶液中Fe³⁺被未反应的铁粉完全还原，
故答案为：在溶液中Fe³⁺被未反应的铁粉完全还原；
（4）实验开始时，打开K₁．K₂，关闭K₃，使反应先进行一段时间之后，在X口点燃收集到的气体，不纯的氢气在点燃时会有爆鸣声，爆鸣声说明有氢气生成，即可说明“铁与水蒸气”能够进行反应，可燃性的气体点燃前须验纯；当收集到半瓶气体时，停止加热，关闭K₁，若要使H₂顺利逸出而进行点燃实验，须关闭K₁，打开K₂，连续轻轻排挤压塑料矿泉水瓶，使氢气缓缓逸出，
故答案为：氢气的验纯；关闭K₁，打开K₂，连续轻轻排挤压塑料矿泉水瓶，使氢气缓缓逸出；
（5）原装置使用干燥管是干燥氢气中的水蒸气，含未反应的大量水蒸气的氢气经过替代装置时，大量水蒸气被瓶中的水冷凝，相当于原装置使用干燥管，
故答案为：未反应的大量水蒸气被瓶中的水冷凝．

点评：本题考查铁及其化合物的性质实验，结合相关的化学反应原理是解答的关键，本题难度不大．