Question

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

 

；
（2）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，其作用是

 

．
（3）试管中收集气体是

 

，如果要在A处玻璃管处点燃该气体，则必须对该气体进行

 

．

Answer 1

考点：实验装置综合,铁及其化合物的性质实验

专题：实验题

分析：铁与水蒸气发生氧化还原反应生成Fe₃O₄和H₂，实验时，圆底烧瓶中盛装的水，加热可提供水蒸气，水蒸气在硬质管中与铁粉反应生成氢气，A用于收集氢气，点燃氢气时，应先验纯，防止爆炸，以此解答该题．

解答： 解：（1）铁与水蒸气发生氧化还原反应生成Fe₃O₄和H₂，方程式为3Fe+4H₂O（g）

高温  .

Fe₃O₄+4H₂，
故答案为：3Fe+4H₂O（g）

高温  .

Fe₃O₄+4H₂；                                                
（2）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，烧瓶底部应事先放置碎瓷片，放碎瓷片的目的是防止沸腾事故发生，
故答案为：提供反应的水蒸气； 防止爆沸；                                   
（3）水蒸气在硬质管中与铁粉反应生成氢气，A用于收集氢气，氢气的爆炸极限是4.0%～75.6%，就是说当氢气的含量在上述范围内的话就会引起爆炸，因此，点燃之前要检验纯度．故答案为：H₂；验纯．

点评：本题考查性质实验方案的设计，为高频考点，把握高温下铁与水反应及实验中装置的作用为解答的关键，侧重物质性质及实验分析能力的考查，题目难度中等．