Question

1．按如圖所示裝置進行鐵與水的反應實驗，請回答下列問題：
（1）安裝裝置，并檢查裝置的氣密性．
（2）在試管中依次放入濕棉花和還原鐵粉后，先加熱濕棉花到有水蒸汽產生時，再將酒精燈移至還原鐵粉的位置．試管內反應的化學方程式是3Fe+4H₂O$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Fe₃O₄+4H₂．
（3）加熱一會兒，將導管插入肥皂液，當觀察到氣泡均勻時，用火柴點燃肥皂泡．點燃肥皂泡應有的現象是肥皂泡爆炸，聽到輕微爆鳴聲．
（4）實驗結束時，正確的操作是先撤導氣管，再移走酒精燈．其目的是防止液體倒流．
（5）裝置冷卻后，試管的殘留固體呈黑色．

Answer 1

分析 （1）實驗前必須對整套裝置進行氣密性檢查；
（2）鐵與水蒸氣反應生成Fe₃O₄和H₂；
（3）鐵與水蒸氣生成氫氣，點燃不純的氫氣在點燃時會有爆鳴聲；
（4）實驗結束時，要防止液體倒流；
（5）裝置冷卻后，試管的殘留固體為四氧化三鐵，可能有Fe．

解答 解：（1）裝置安裝完后，實驗前必須對整套裝置進行氣密性檢查，故答案為：檢查裝置的氣密性；
（2）鐵與水蒸氣發(fā)生氧化還原反應，生成Fe₃O₄和H₂，反應方程式為：3Fe+4H₂O（g）$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Fe₃O₄+4H₂；
故答案為：3Fe+4H₂O（g）$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Fe₃O₄+4H₂；
（3）鐵與水蒸氣生成氫氣，反應一段時間后，有肥皂泡吹起時，用點燃的火柴靠近肥皂泡，肥皂泡爆炸，不純的氫氣在點燃時會有爆鳴聲；
故答案為：肥皂泡爆炸，聽到輕微爆鳴聲；
（4）實驗結束時，為了防止蒸發(fā)皿中的液體在大氣壓的作用下，順著導管倒流入試管中，應該先撤導氣管，再移走酒精燈；
故答案為：先撤導氣管，再移走酒精燈；防止液體倒流；
（5）鐵與水蒸氣發(fā)生氧化還原反應，生成Fe₃O₄和H₂，裝置冷卻后，試管的殘留固體主要為Fe₃O₄，還可能有沒有反應完全的鐵單質，二者均為黑色固體，
故答案為：黑．

點評 本題是關于金屬鐵和水反應的實驗方案設計和評價，解題的關鍵是掌握反應產物的性質，物質檢驗以及實驗操作安全等基本知識，難度不大．