Question

【題目】用如圖裝置進(jìn)行鐵與水蒸氣在較高溫度下反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)。取適量的鐵粉與氫氧化鈣平鋪在試管底部，點(diǎn)燃酒精燈，待有較大氣泡產(chǎn)生時(shí)，用燃著的木條靠近氣泡直至有爆鳴聲。

（提出問題）改變鐵粉和氫氧化鈣的質(zhì)量及兩者放置的方式是否會影響實(shí)驗(yàn)效果呢？

（查閱資料）①Ca（OH）2CaO+H2O↑

②“氣泡爆鳴時(shí)間”指從開始加熱到第一個(gè)氣泡爆鳴所用的時(shí)間

③“氣泡爆鳴時(shí)間”越短，實(shí)驗(yàn)效果越好

（進(jìn)行實(shí)驗(yàn)）按下表進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，記錄“氣泡爆鳴時(shí)間”。

表1

實(shí)驗(yàn)	鐵粉與氫氧化鈣的放置方式	鐵粉的質(zhì)量/g	氫氧化鈣的質(zhì)量/g	氣泡爆鳴時(shí)間/s
1	鐵粉在上層	0.5	1.5	151
2		1.0	1.0	119
3		1.5	0.5	66
4	鐵粉在下層	0.5	0.5	88
5		1.0	a	44
6		1.5	1.0	54
7	二者均勻混合	0.5	1.0	77
8		1.0	0.5	58
9		1.5	1.5	60

（處理數(shù)據(jù)）根據(jù)表1，計(jì)算“氣泡爆鳴時(shí)間”均值，結(jié)果如下：

表2

因素	放置方式			鐵粉的質(zhì)量/g			氫氧化鈣的質(zhì)量/g
	鐵粉 在上層	鐵粉 在下層	均勻混合	0.5	1.0	1.5	0.5	1.0	1.5
氣泡爆鳴時(shí)間均值/s	112	62	65	105	74	60	70	83	85

（解釋與結(jié)論）

（1）實(shí)驗(yàn)中，使用氫氧化鈣的目的是____。

（2）實(shí)驗(yàn)中，生成的氣體為氫氣，其理由是____。

（3）表1中，a為____g。

（4）根據(jù)表2推斷，最佳的實(shí)驗(yàn)條件為___。

（反思與評價(jià)

（5）表2中，1.5 g鐵粉對應(yīng)的均值為60。計(jì)算該值依據(jù)的3個(gè)數(shù)據(jù)分別是______。

（6）實(shí)驗(yàn)中，鐵粉在下層比上層的實(shí)驗(yàn)效果好。從金屬性質(zhì)的角度解釋原因：______。

Answer 1

【答案】氫氧化鈣受熱分解生成水，為鐵和水蒸氣反應(yīng)提供反應(yīng)物 反應(yīng)物中含有氫元素，并且生成可燃性氣體 1.5 鐵粉在下層，鐵粉為1.5g，氫氧化鈣為0.5g 66、54、60 鐵粉具有導(dǎo)熱性，能夠保證反應(yīng)所需溫度

【解析】

（1）實(shí)驗(yàn)中，鐵粉與水蒸氣反應(yīng)會生成氫氣，而氫氧化鈣加熱時(shí)可以分解生成氧化鈣和水蒸氣，所以使用氫氧化鈣的目的是氫氧化鈣受熱分解生成水，為鐵和水蒸氣反應(yīng)提供反應(yīng)物。故填：氫氧化鈣受熱分解生成水，為鐵和水蒸氣反應(yīng)提供反應(yīng)物。

（2）實(shí)驗(yàn)中，鐵粉與水蒸氣反應(yīng)會生成可燃性氣體，根據(jù)反應(yīng)前后元素種類守恒，反應(yīng)物中含有氫元素，所以生成的氣體為氫氣。故填：反應(yīng)物中含有氫元素，并且生成可燃性氣體。

（3）表1中，每一種放置方式都是比較鐵粉與氫氧化鈣的三種不同質(zhì)量比例時(shí)的氣泡爆鳴時(shí)間，實(shí)驗(yàn)4、5、6中鐵粉與氫氧化鈣的比例分別為（1:1）、（1:1.5）、（1.5:1），所以a為1.5g。故填：1.5。

（4）氣泡爆鳴時(shí)間越短，效果越好。根據(jù)表2可知，鐵粉在下層，鐵粉為1.5g，氫氧化鈣為0.5g時(shí)，分別所測的氣泡爆鳴時(shí)間是最短的，所以最佳的實(shí)驗(yàn)條件為鐵粉在下層，鐵粉為1.5g，氫氧化鈣為0.5g。故填：鐵粉在下層，鐵粉為1.5g，氫氧化鈣為0.5g。

（5）表2中，實(shí)驗(yàn)3、實(shí)驗(yàn)6、實(shí)驗(yàn)9所用的鐵粉量都是1.5g，且這三個(gè)實(shí)驗(yàn)所測得的氣泡爆鳴時(shí)間分別為66、54、60，所以1.5g鐵粉對應(yīng)的均值為。所以計(jì)算該值依據(jù)的3個(gè)數(shù)據(jù)分別是66、54、60。故填：66、54、60。

（6）實(shí)驗(yàn)中，鐵粉在下層比上層的實(shí)驗(yàn)效果好。鐵與水蒸氣在較高溫度下才能反應(yīng)，而鐵具有導(dǎo)熱性，可以保證反應(yīng)所需的熱量。故填：鐵粉具有導(dǎo)熱性，能夠保證反應(yīng)所需溫度。