Question

某同学欲在实验室中完成Fe与水蒸气反应的实验，装置如图甲、乙两种。

已知：B中放入的是铁与石棉绒的混合物，C中放的是干燥剂，E为酒精喷灯，G为带有铁丝网罩的酒
精灯。对比两装置，回答下列问题：
（1）如何检查乙装置的气密性：                                                      。
（2）乙装置中湿沙子的作用是：                                     。
（3）B处发生反应的化学方程式：                                    。
（4）称取mg铁粉与适量石棉绒混合，然后加热至无气体放出。若收集的气体体积换算为标准状况为VL，铁粉的转化率为                        （列出计算式即可，不必化简）。
（5）为了证明反应后的固体混合物中含有+3价的Fe，该同学取出少量混合物于试管中，加入一定量的盐酸使固体混合物溶解，过滤，立即向滤液中滴加KSCN溶液，结果观察到溶液的颜色没变化。经过思考，该同学认为此现象不能说明反应后的固体混合物中不含有+3价Fe。他的理由是：           _。

Answer 1

（1）向H中加入水没过导管口，连接好装置，微热K，若H中导管口出现气泡，停止加热后导管中出现水柱，证明气密性良好（2分，其他合理答案也给分）
（2）提供水蒸气（1分） （3）3Fe＋4H₂OFe₃O₄＋4H₂
（4）××56××100%（1分）（注：化简后且正确的代数式均可，如×100% 或）
（5）铁粉可能有剩余，剩余铁粉会与Fe³⁺反应，将Fe³⁺溶液中完全还原为Fe²⁺。（1分）

解析试题分析：（1）装置气密性的检验一般采用“注水发”，因此根据乙装置的特点可知，检验乙装置的实验操作是向H中加入水没过导管口，连接好装置，微热K，若H中导管口出现气泡，停止加热后导管中出现水柱，证明气密性良好。
（2）铁再高温下与水蒸气反应小于提供反应物水蒸气，所以湿沙子的作用是提供水蒸气。
（3）高温下铁与水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气，因此B处发生反应的化学方程式为3Fe＋4H₂OFe₃O₄＋4H₂。
（4）标准状况下氢气的体积是VL，则氢气的物质的量是mol，所以根据反应式3Fe＋4H₂OFe₃O₄＋4H₂可知，参加反应的铁的物质的量是×mol，其质量是×mol×56g/mol，所以铁粉的转化率为××56××100%。
（5）因为再反应中铁粉可能有剩余，剩余铁粉会与Fe³⁺反应，将溶液中Fe³⁺完全还原为Fe²⁺，所以向滤液中滴加KSCN溶液，未观察到溶液的颜色没变化。
考点：考查铁与水蒸气反应原理的实验探究、转化率的有关计算以及铁离子的检验等