Question

15．某探究性小組的同學設計實驗探究鐵與水蒸氣的反應，并探究反應后生成物的一系列性質．
（1）圖為鐵與水蒸氣反應的實驗裝置，實驗前應先檢驗裝置的氣密性，檢驗的方法為在a處連接導管并插入水中，用酒精燈對容器A進行微熱，若導管口處有氣泡產生，則確定裝置的氣密性良好．
（2）圖1（Ⅰ）為產生水蒸氣的裝置，儀器A中除蒸餾水外，還需加入某種固體，其作用是防止暴沸．
（3）圖1（Ⅱ）為鐵與水蒸氣反應的裝置，寫出硬質玻璃管B內所發(fā)生反應的化學方程式：3Fe+4H₂O（g）$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Fe₃O₄+4H₂．
（4）為檢驗硬質玻璃管B中反應后的氣體產物是H₂，還需從圖2中選擇必要的儀器和藥品，設計出一套裝置，其連接順序為：a連j，f連b，c連h（填下列裝置的接口字母）．

Answer 1

分析 檢查氣密性可用微熱法，即在在a處連接導管并插入水中，用酒精燈對容器A進行微熱，觀察導管口是否有氣泡冒出．裝置Ⅰ的目的是為反應提供水蒸氣，為防止液體暴沸，應加入少量沸石或碎瓷片．硬質玻璃管中的反應為鐵粉和水蒸氣在高溫條件下反應生成四氧化三鐵和氫氣．檢驗B中氣體是否為氫氣是用了氫氣還原氧化銅的方法．為排除水蒸氣的干擾，產生的氣體先通過濃硫酸進行干燥，再與氧化銅反應，反應后觀察氧化銅的顏色變化，并用無水硫酸銅檢驗生在的水，
（1）圖甲為鐵與水蒸氣反應的實驗裝置，生成的水蒸氣和鐵在高溫下反應需要裝置氣密性完好；
（2）裝置Ⅰ的目的是為反應提供水蒸氣，為防止液體暴沸，應加入少量沸石或碎瓷片；
（3）圖甲I為產生水蒸氣的裝置，圖甲II為鐵與水蒸氣反應的裝置，硬質玻璃管B內所發(fā)生反應是鐵和水蒸氣反應生成四氧化三鐵和氫氣；
（4）為了驗證硬質玻璃管B中反應后的氣體產物是H₂，同時含有水蒸氣，需要通過裝置中的濃硫酸干燥氫氣，然后通過裝置中的氧化銅發(fā)生氧化還原反應生成紅色銅和水蒸氣，通過無水硫酸銅檢驗生成的水蒸氣存在，最后需要剩余氫氣的處理．

解答 解：（1）鐵與水蒸氣反應的實驗裝置分析可知，裝置中A需要生成水蒸氣，通入B中和鐵在高溫下反應所以需要裝置氣密性完好，檢驗的方法為：在a處連接導管并插入水中，用酒精燈對容器A進行微熱，若導管口處有氣泡產生，則確定裝置的氣密性良好，
故答案為：在a處連接導管并插入水中，用酒精燈對容器A進行微熱，若導管口處有氣泡產生，則確定裝置的氣密性良好；
（2）圖1（Ⅰ）為產生水蒸氣的裝置，儀器A中除蒸餾水外，還需加入某種固體，為防止液體暴沸，應加入少量沸石或碎瓷片．
故答案為：防止暴沸；
（3）圖甲I為產生水蒸氣的裝置，圖甲II為鐵與水蒸氣反應的裝置，硬質玻璃管B內所發(fā)生反應是鐵和水蒸氣反應生成四氧化三鐵和氫氣，反應的化學方程式為：3Fe+4H₂O$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Fe₃O₄+4H₂，
故答案為：3Fe+4H₂O（g）$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Fe₃O₄+4H₂ ；
（4）硬質玻璃管B中反應后的氣體產物是H₂，同時含有水蒸氣，需要通過裝置中的濃硫酸干燥氫氣，然后通過裝置中的氧化銅發(fā)生氧化還原反應生成紅色銅和水蒸氣，通過無水硫酸銅檢驗生成的水蒸氣存在，最后需要剩余氫氣的處理，為了驗證硬質玻璃管B中反應后的氣體產物是H₂，其連接順序為ajfbch，
故答案為：j；f；b；c；h．

點評 本題考查了物質制備、物質性質、反應產物的實驗驗證等知識點，掌握基礎是解題關鍵，題目難度中等．