Question

1．在常溫下，F(xiàn)e與水并不起反應(yīng)，但在高溫下，F(xiàn)e與水蒸氣可發(fā)生反應(yīng)．應(yīng)用下列裝置，就可以完成高溫下“Fe與水蒸氣的反應(yīng)實(shí)驗(yàn)”．請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，證明還原鐵粉與水蒸氣能夠發(fā)生反應(yīng)．
（1）鐵粉與水蒸氣反應(yīng)的化學(xué)方程式是：3Fe+4H₂O $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Fe₃O₄+4H₂
并指明該氧化還原反應(yīng)的還原劑是Fe，氧化劑是H₂O
（2）實(shí)驗(yàn)前必須對(duì)整套裝置進(jìn)行的操作是檢驗(yàn)裝置的氣密性
（3）證明還原鐵粉與水蒸氣發(fā)生了反應(yīng)的方法是檢驗(yàn)是否有H₂產(chǎn)生
（4）停止反應(yīng)，待裝置冷卻后，取出反應(yīng)過(guò)的還原鐵粉混合物，加入過(guò)量的稀硫酸充分反應(yīng)，過(guò)濾．簡(jiǎn)述檢驗(yàn)所得濾液中Fe³⁺的操作方法：濾液中加硫氰化鉀溶液，若溶液顯紅色，說(shuō)明存在Fe³⁺．

Answer 1

分析 （1）生成物是四氧化三鐵和氫氣，根據(jù)化合價(jià)的變化判斷；
（2）實(shí)驗(yàn)前必須對(duì)整套裝置進(jìn)行氣密性檢查；
（3）證明鐵和水蒸氣反應(yīng)的方法可以根據(jù)固體的性質(zhì)驗(yàn)證分析，也可以依據(jù)生成的氣體為氫氣；
（4）在濾液中加硫氰化鉀溶液，根據(jù)現(xiàn)象判斷是否存在Fe³⁺．

解答 解：（1）鐵與水蒸氣發(fā)生氧化還原反應(yīng)：3Fe+4H₂O $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Fe₃O₄+4H₂，反應(yīng)中Fe的化合價(jià)升高，則Fe為還原劑，水中氫的化合價(jià)降低，水作氧化劑；
故答案為：3Fe+4H₂O $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Fe₃O₄+4H₂；Fe；H₂O；
（2）實(shí)驗(yàn)前必須對(duì)整套裝置進(jìn)行氣密性檢查，防止實(shí)驗(yàn)過(guò)程中發(fā)生漏氣；
故答案為：檢驗(yàn)裝置的氣密性；
（3）證明還原鐵粉與水蒸氣發(fā)生了反應(yīng)的方法是收集氣體進(jìn)行爆鳴實(shí)驗(yàn)，證明鐵發(fā)生了反應(yīng)，
故答案為：檢驗(yàn)是否有H₂產(chǎn)生；
（4）在濾液中加硫氰化鉀溶液，若溶液顯紅色，說(shuō)明存在Fe³⁺；
故答案為：濾液中加硫氰化鉀溶液，若溶液顯紅色，說(shuō)明存在Fe³⁺．

點(diǎn)評(píng) 本題為鐵及其化合物的性質(zhì)實(shí)驗(yàn)，題目難度不大，要掌握裝置氣密性的方法及檢驗(yàn)氣體純度的方法，側(cè)重于考查學(xué)生的實(shí)驗(yàn)探究能力．