Question

【题目】某兴趣小组为了探究铁粉与水蒸气反应的产物，做了下面实验。

资料：在不同温度下，铁粉与水蒸气反应的产物不同。

Fe +H2OFeO+H2 3Fe + 4H2OFe3O4 + 4H2

实验一：某兴趣小组用下图所示装置，使铁粉与过量水蒸气充分反应并检验固体产物的组成。

(1)实验过程中，应先点燃___________（选填“酒精灯”或“酒精喷灯”）；目的是__________________，装置中石棉绒的作用是_____________________。

(2)若在实验中的某段时间内生成H2 0.2g，则这段时间内参加反应的铁粉质量至少是___________g。

实验二：铁粉完全反应后，兴趣小组对硬质玻璃管中生成的FeO和Fe3O4的质量进行测定，实验流程如下图。

(1)实验前检查装置A的气密性：关闭止水夹K，从长颈漏斗向试管内加水，至长颈漏斗中管内的液面高于管外液面，静置一段时间，若液面高度差__________，则气密性良好。

(2)装置A中发生的反应方程式_______________________________________。

(3)为了安全，在点燃酒精灯之前，在F装置出口b处必须______________________。

(4)装置C中所放试剂为_________，装置B的作用是_________________________。

(5)干燥管E右边又连接干燥管F的目的是_________________________________。

若无干燥管F，测得Fe3O4的质量将_______________（填“偏大”、“偏小”或“无影响”）。

Answer 1

【答案】酒精灯 先产生水蒸气,排尽空气 增大铁粉与水蒸气接触面积 4.2 不变 Zn+2HCl=ZnCl2+H2↑ 验纯 浓硫酸 除去HCl气体 防止空气中的二氧化碳和水蒸气进去到E装置 偏大

【解析】

实验一：（1）铁能与空气中的氧气发生反应，先加热酒精灯利用生成的水蒸气排除装置中的空气；装置中石棉绒可以增大水蒸气与铁粉的接触面积；

（2）分析两个反应可知产生四氧化三铁需要的铁少，因此可依据3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2，由氢气的质量求出需要铁的质量；

实验二：（1）根据检验气密性的方法进行分析解答；

（2）根据锌和盐酸反应产生氯化锌和氢气写出反应方程式；

（3）根据氢气点燃容易发生爆炸分析使用注意事项；

（4）根据产生的氢气会混有杂质，要进行除杂、干燥分析装置的作用；

（5）根据碱石灰会吸收空气中的二氧化碳和水蒸气导致E装置质量增加大，会影响实验结果进行分析。

实验一：

（1）铁能与空气中的氧气发生反应，因此为了排除氧气的干扰，先加热酒精灯利用生成的水蒸气排除装置中的空气；装置中石棉绒可以增大水蒸气与铁粉的接触面积，故答案为：酒精灯；先产生水蒸气，排尽空气；增大铁粉与水蒸气的接触面积；

（2）在不同温度下发生的反应中，Fe元素化合价均升高，H元素化合价均降低，生成一定量H2时，Fe元素化合价升高越高，则所需Fe的量越少，因此根据生成Fe3O4进行计算最少所需Fe的量，设生成0.2g氢气至少需要铁的质量为x，

，则，解得x=4.2g；

实验二：

（1）检查A装置气密性的方法：关闭止水夹K，从长颈漏斗向试管内加水，至长颈漏斗中管内的液面高于管外液面，静置一段时间，形成的液柱不下降，即液面高度差不变，则气密性良好；

（2）锌和盐酸反应产生氯化锌和氢气，故反应的方程式为：Zn+2HCl=ZnCl2+H2↑；

（3）因为氢气在不纯的情况下点燃容易发生爆炸，因此在点燃酒精灯之前，在F装置出口b处必须验纯；

（4）产生的氢气会混有氯化氢和水蒸气，因此要先通过水除去氯化氢，再通过浓硫酸除去水蒸气；故答案为：浓硫酸；除去HCl气体；

（5）碱石灰会吸收空气中的二氧化碳和水蒸气导致E装置质量增加大，会使测定生成的水多，使测定的结果偏大；故答案为：防止空气中的二氧化碳和水被E吸收；偏大。