Question

【題目】某興趣小組為了探究鐵粉與水蒸氣反應(yīng)的產(chǎn)物，做了下面實(shí)驗(yàn)。

資料：在不同溫度下，鐵粉與水蒸氣反應(yīng)的產(chǎn)物不同。

Fe +H2OFeO+H2 3Fe + 4H2OFe3O4 + 4H2

實(shí)驗(yàn)一：某興趣小組用下圖所示裝置，使鐵粉與過(guò)量水蒸氣充分反應(yīng)并檢驗(yàn)固體產(chǎn)物的組成。

(1)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，應(yīng)先點(diǎn)燃___________（選填“酒精燈”或“酒精噴燈”）；目的是__________________，裝置中石棉絨的作用是_____________________。

(2)若在實(shí)驗(yàn)中的某段時(shí)間內(nèi)生成H2 0.2g，則這段時(shí)間內(nèi)參加反應(yīng)的鐵粉質(zhì)量至少是___________g。

實(shí)驗(yàn)二：鐵粉完全反應(yīng)后，興趣小組對(duì)硬質(zhì)玻璃管中生成的FeO和Fe3O4的質(zhì)量進(jìn)行測(cè)定，實(shí)驗(yàn)流程如下圖。

(1)實(shí)驗(yàn)前檢查裝置A的氣密性：關(guān)閉止水夾K，從長(zhǎng)頸漏斗向試管內(nèi)加水，至長(zhǎng)頸漏斗中管內(nèi)的液面高于管外液面，靜置一段時(shí)間，若液面高度差__________，則氣密性良好。

(2)裝置A中發(fā)生的反應(yīng)方程式_______________________________________。

(3)為了安全，在點(diǎn)燃酒精燈之前，在F裝置出口b處必須______________________。

(4)裝置C中所放試劑為_________，裝置B的作用是_________________________。

(5)干燥管E右邊又連接干燥管F的目的是_________________________________。

若無(wú)干燥管F，測(cè)得Fe3O4的質(zhì)量將_______________（填“偏大”、“偏小”或“無(wú)影響”）。

Answer 1

【答案】酒精燈 先產(chǎn)生水蒸氣,排盡空氣 增大鐵粉與水蒸氣接觸面積 4.2 不變 Zn+2HCl=ZnCl2+H2↑ 驗(yàn)純 濃硫酸 除去HCl氣體 防止空氣中的二氧化碳和水蒸氣進(jìn)去到E裝置 偏大

【解析】

實(shí)驗(yàn)一：（1）鐵能與空氣中的氧氣發(fā)生反應(yīng)，先加熱酒精燈利用生成的水蒸氣排除裝置中的空氣；裝置中石棉絨可以增大水蒸氣與鐵粉的接觸面積；

（2）分析兩個(gè)反應(yīng)可知產(chǎn)生四氧化三鐵需要的鐵少，因此可依據(jù)3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2，由氫氣的質(zhì)量求出需要鐵的質(zhì)量；

實(shí)驗(yàn)二：（1）根據(jù)檢驗(yàn)氣密性的方法進(jìn)行分析解答；

（2）根據(jù)鋅和鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生氯化鋅和氫氣寫(xiě)出反應(yīng)方程式；

（3）根據(jù)氫氣點(diǎn)燃容易發(fā)生爆炸分析使用注意事項(xiàng)；

（4）根據(jù)產(chǎn)生的氫氣會(huì)混有雜質(zhì)，要進(jìn)行除雜、干燥分析裝置的作用；

（5）根據(jù)堿石灰會(huì)吸收空氣中的二氧化碳和水蒸氣導(dǎo)致E裝置質(zhì)量增加大，會(huì)影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析。

實(shí)驗(yàn)一：

（1）鐵能與空氣中的氧氣發(fā)生反應(yīng)，因此為了排除氧氣的干擾，先加熱酒精燈利用生成的水蒸氣排除裝置中的空氣；裝置中石棉絨可以增大水蒸氣與鐵粉的接觸面積，故答案為：酒精燈；先產(chǎn)生水蒸氣，排盡空氣；增大鐵粉與水蒸氣的接觸面積；

（2）在不同溫度下發(fā)生的反應(yīng)中，Fe元素化合價(jià)均升高，H元素化合價(jià)均降低，生成一定量H2時(shí)，Fe元素化合價(jià)升高越高，則所需Fe的量越少，因此根據(jù)生成Fe3O4進(jìn)行計(jì)算最少所需Fe的量，設(shè)生成0.2g氫氣至少需要鐵的質(zhì)量為x，

，則，解得x=4.2g；

實(shí)驗(yàn)二：

（1）檢查A裝置氣密性的方法：關(guān)閉止水夾K，從長(zhǎng)頸漏斗向試管內(nèi)加水，至長(zhǎng)頸漏斗中管內(nèi)的液面高于管外液面，靜置一段時(shí)間，形成的液柱不下降，即液面高度差不變，則氣密性良好；

（2）鋅和鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生氯化鋅和氫氣，故反應(yīng)的方程式為：Zn+2HCl=ZnCl2+H2↑；

（3）因?yàn)闅錃庠诓患兊那闆r下點(diǎn)燃容易發(fā)生爆炸，因此在點(diǎn)燃酒精燈之前，在F裝置出口b處必須驗(yàn)純；

（4）產(chǎn)生的氫氣會(huì)混有氯化氫和水蒸氣，因此要先通過(guò)水除去氯化氫，再通過(guò)濃硫酸除去水蒸氣；故答案為：濃硫酸；除去HCl氣體；

（5）堿石灰會(huì)吸收空氣中的二氧化碳和水蒸氣導(dǎo)致E裝置質(zhì)量增加大，會(huì)使測(cè)定生成的水多，使測(cè)定的結(jié)果偏大；故答案為：防止空氣中的二氧化碳和水被E吸收；偏大。