Question

在高溫下，F(xiàn)e與水蒸氣可發(fā)生反應．應用右邊裝置，在硬質(zhì)玻璃管中放入還原鐵粉和石棉絨的混合物，加熱，并通入水蒸氣，就可以完成高溫下“Fe與水蒸氣的反應實驗”．請回答該實驗中的問題．
（1）該反應的化學方程式為：3Fe+4H₂O═Fe₃O₄+4H₂↑；請指反應的類型

 

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（2）圓底燒瓶中盛裝了水，燒瓶底部放置了幾片碎瓷片，碎瓷片的作用是

 

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（3）實驗前必須對整套裝置進行氣密性檢查，操作方法是

 

（4）酒精燈和酒精噴燈點燃的順序是

 

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（5）干燥管中盛裝的物質(zhì)是

 

，作用是

 

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（6）試管中收集的氣體是

 

，如果要在A處玻璃管點燃該氣體，則必須對該氣體進行

 

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Answer 1

考點：性質(zhì)實驗方案的設計,實驗裝置綜合,鐵及其化合物的性質(zhì)實驗

專題：實驗題

分析：（1）鐵與水蒸氣發(fā)生氧化還原反應，生成四氧化三鐵和氫氣，為置換反應；
（2）放碎瓷片的目的是防止暴沸事故發(fā)生；
（3）檢驗裝置氣密性的方法一般用微熱的方法，根據(jù)冒出的氣泡和回流的水柱來判斷；
（4）如果在一套裝置中需要兩處加熱，一定要注意點燃加熱儀器的順序，一般是根據(jù)實驗的安全性和對實驗結果的影響來考慮；
（5）干燥管起干燥氫氣的作用，盛放固體干燥劑；
（6）點燃氫氣前一定要檢驗純度，防止發(fā)生爆炸．

解答： 解：（1）反應的特點為一種單質(zhì)和一種化合物反應生成另一種單質(zhì)和另一種化合物，為置換反應，故答案為：置換反應；
（2）燒瓶底部應事先放置碎瓷片，放碎瓷片的目的是防止沸騰事故發(fā)生，故答案為：防止暴沸；
（3）中學階段檢查裝置氣密性常用方法有兩種：一種是利用熱脹冷縮原理，另一種是利用氣壓原理．氣壓原理一般只有涉及到液體時才能用得到，這里顯然是利用熱脹冷縮原理．利用熱脹冷縮原理時要注意步驟一定要完整，既要證明“熱脹”，也要證明“冷縮”，可在玻璃管口A處接一段乳膠管，乳膠管頭上連一段玻璃管，并將管口沒入水中，用酒精燈火焰微熱燒瓶底部，如果能夠觀察到?jīng)]入水中的玻璃管口有氣體逸出，停止加熱后，玻璃管內(nèi)有水柱上升，且較長時間水柱不回落，則標明該套裝置氣密性良好，
故答案為：在玻璃管口A處接一段乳膠管，乳膠管頭上連一段玻璃管，并將管口沒入水中，用酒精燈火焰微熱燒瓶底部，如果能夠觀察到?jīng)]入水中的玻璃管口有氣體逸出，停止加熱后，玻璃管內(nèi)有水柱上升，且較長時間水柱不回落，則標明該套裝置氣密性良好；
（4）點燃加熱儀器的順序要考慮實驗的安全性和對實驗結果的影響，在本實驗中為了防止鐵與空氣中的氧氣在加強熱的條件下反應，應該先點燃酒精燈，
故答案為：先點燃酒精燈，產(chǎn)生水蒸氣后再點燃酒精噴燈；
（5）干燥管中盛裝是的物質(zhì)是堿石灰，作用是除去反應產(chǎn)生的氫氣中的水蒸氣，故答案為：堿石灰；除去反應產(chǎn)生的氫氣中的水蒸氣；
（6）鐵與水蒸氣反應生成四氧化三鐵和氫氣，氫氣的爆炸極限是4.0%～75.6%，試管中收集的氣體是氫氣，就是說當氫氣的含量在上述范圍內(nèi)的話就會引起爆炸，因此，點燃之前要檢驗純度，故答案為：氫氣；驗純．

點評：本題考查性質(zhì)實驗方案的設計，為高頻考點，把握高溫下鐵與水反應及實驗中裝置的作用為解答的關鍵，側重物質(zhì)性質(zhì)及實驗分析能力的考查，題目難度中等．