Question

8．某实验小组欲在实验室中进行铁与水蒸气的实验，实验装置如下：

图中a处放有湿棉花团，b处放入的是还原铁粉和石棉绒的混合物，c处为酒精灯，d处为带有铁丝网罩的酒精灯，夹持装置省略．回答下列问题：
（1）b处发生的化学方程式为3Fe+4H₂O（g）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Fe₃O₄+4H₂．
（2）d处的铁丝网罩的作用是提高酒精灯火焰的温度．
（3）本实验会产生可燃性气体，在点燃之前需要验纯，验纯该气体的方法是：用向下排空气法（排水法）收集一小试管气体，用拇指扣紧试管口，管口朝下，移向酒精灯火焰，松开拇指，听爆鸣声不尖锐，说明纯净
（4）该小组同学在进行实验时，发现用于加热的大试管极易炸裂，可能的原因是加热过程中，棉花中的水流下或水蒸气在试管口处冷凝
（5）该小组同学欲确定反应后硬质试管中固体物质的成分，待硬质试管冷却后，取少许固体物质于试管中，并向试管中加稀硫酸；取少量所得溶液于试管中，滴加几滴KSCN溶液，溶液未变红色，则硬质试管中固体物质的成分有：Fe₃O₄和Fe．（填化学式）

Answer 1

分析 （1）铁与水蒸气在加热时反应生成四氧化三铁和氢气；
（2）酒精灯火焰上有铁丝网罩可以使火焰集中，提高加热温度；
（3）本实验生成的气体是氢气，验纯可燃性气体的方法是少量点燃法即爆鸣气法；
（4）棉花中有水，水流到b处，加热可能会使试管炸裂；
（5）遇KSCN溶液不变色，说明溶液中没有铁离子，生成的铁离子被铁还原．

解答 解：（1）铁与水蒸气在加热时反应生成四氧化三铁和氢气，反应方程式为：3Fe+4H₂O（g）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Fe₃O₄+4H₂，故答案为：3Fe+4H₂O（g）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Fe₃O₄+4H₂；
（2）酒精灯火焰上有铁丝网罩可以使火焰集中，提高加热温度，故答案为：提高酒精灯火焰的温度；
（3）验纯可燃性气体的方法是少量点燃法即爆鸣气法，具体方法是：用向下排空气法（排水法）收集一小试管气体，用拇指扣紧试管口，管口朝下，移向酒精灯火焰，松开拇指，听爆鸣声不尖锐，说明纯净，
故答案为：用向下排空气法（排水法）收集一小试管气体，用拇指扣紧试管口，管口朝下，移向酒精灯火焰，松开拇指，听爆鸣声不尖锐，说明纯净；
（4）试管中有水滴时，加热容易使试管炸裂，可能的原因是加热过程中，棉花中的水流下或水蒸气在试管口处冷凝，故答案为：加热过程中，棉花中的水流下或水蒸气在试管口处冷凝；
（5）铁与水蒸气在加热时反应生成四氧化三铁，用稀硫酸溶解后，加入KSCN溶液没有变红，说明溶液中没有铁离子，可知固体中还有铁，铁离子被铁还原了，所以固体中有Fe₃O₄和Fe，故答案为：Fe₃O₄和Fe．

点评 本题考查了铁与水蒸气的反应装置的设计以及反应方程式、生成物的检验，难度不大，注意反应方程式中水是水蒸气．