Question

（12分） 在常温下，Fe与水并不起反应，但在高温下，Fe与水蒸气可发生反应。 
应用下列装置，在硬质玻璃管中放入还原铁粉和石棉绒的混合物，加热，并通入水蒸气，就可以完成高温下“Fe与水蒸气的反应实验”。

请回答该实验中的问题。
（1）写出该反应的反应方程式：                                       并指明该氧化还原反应的还原剂是            ，氧化剂是           
（2）实验前必须对整套装置进行气密性检查，操作方法是                     
（3）圆底烧瓶中盛装的水，该装置受热后的主要作用是                        烧瓶底部放置了几片碎瓷片，碎瓷片的作是                                 
（4）酒精灯和酒精喷灯点燃的顺序是                                        
（5）干燥管中盛装是的物质是                  ，作用是                  

Answer 1

（每空1分，化学方程式2分）（1）；Fe；H₂O
（2）在玻璃管口A处接一断乳胶管，乳胶管头上连一段玻璃管，并将管口没入水中，用酒精灯火焰微热烧瓶底部，如果能够观察到没入水中的玻璃管口有气体逸出，停止加热后，玻璃管内有水柱上升，且较长时间水柱不回落，则标明该套装置气密性良好。
（3）为硬质玻璃管内Fe与水蒸气的反应 实验提供持续不断的水蒸气；防止爆沸事故的发生。
（4）先点燃酒精灯，产生水蒸气后，再点燃酒精喷灯；防止先点燃酒精喷灯所导致的Fe与O₂的反应。
（5）碱石灰干燥剂；除去反应产生的H₂中的水蒸气。

分析：对于铁与水蒸气反应的化学方程式，本题应该给出生成的铁的氧化物是哪一种，不然学生很难写出此化学方程式，还原剂的判定方法是与氧结合的物质，氧化剂是失去氧的物质．检验装置气密性的方法一般用加微热的方法，根据冒出的气泡和回流的水柱来判断．如果在一套装置中需要两处加热，一定要注意点燃加热仪器的顺序，一般是根据实验的安全性和对实验结果的影响来考虑．干燥管内固体干燥剂一般用无水氯化钙或固体氢氧化钠和碱石灰等，要注意干燥剂不能和被干燥的物质反应．点燃氢气前一定要检验纯度，防止发生爆炸．
解答：解：（1）铁与水蒸气发生氧化还原反应，考虑生成物应该是氢气和铁的氧化物，还原剂的判定方法是与氧结合的物质，这里就是铁，氧化剂是失去氧的物质，这里是水．故答案为：3Fe+4HOFeO+4H 铁 水
（2）检查装置的气密性一般根据热胀冷缩的原理用加微热的方法：答案为：在玻璃管口A处接一段乳胶管，乳胶管头上连一段玻璃管，并将管口没入水中，用酒精灯火焰微热烧瓶底部，如果能够观察到没入水中的玻璃管口有气体逸出，停止加热后，玻璃管内有水柱上升，且较长时间水柱不回落，则标明该套装置气密性良好．
（3）因为反应物为水蒸气与铁，所以这里加热的目的就是提供水蒸气，放碎瓷片的目的是防止沸腾事故发生．答案为：为硬质玻璃管内Fe与水蒸气的反应实验提供持续不断的水蒸气
（4）点燃加热仪器的顺序要考虑实验的安全性和对实验结果的影响，在本实验中为了防止铁与空气中的氧气在加强热的条件下反应，应该先点燃酒精灯．故答案为：先点燃酒精灯，产生水蒸气后，再点燃酒精喷灯；防止铁与空气中的氧气在加强热的条件下反应，应该先点燃酒精灯．
（5）干燥氢气可以用碱石灰干燥剂．故答案：碱石灰 除去反应产生的H2中的水蒸气
故答案为：氢气；
点评：本题难度较大，涉及到很多高中化学知识，同学们要掌握常见的检验气密性，检验气体纯度的方法．