Question

在一定條件下用普通鐵粉和水蒸氣反應(yīng)，可以得到鐵的氧化物．該氧化物又可以經(jīng)過此反應(yīng)的逆反應(yīng)，生成顆粒很細(xì)的鐵粉．這種鐵粉具有很高的反應(yīng)活性，在空氣中受撞擊或受熱時(shí)會燃燒，所以俗稱“引火鐵“．請分別用下圖中示意的兩套儀器裝置，制取上述鐵的氧化物和“引火鐵“．實(shí)驗(yàn)中必須使用普通鐵粉和6摩/升鹽酸，其他試劑自選（裝置中必要的鐵架臺、鐵夾、鐵圈、石棉網(wǎng)、加熱設(shè)備等在圖中均已略去）．填寫下列空白：

（1）實(shí)驗(yàn)進(jìn)行時(shí)試管A中應(yīng)加入的試劑是

普通鐵粉（或鐵粉）

；燒瓶B的作用是

作為水蒸氣發(fā)生器（或用來產(chǎn)生水蒸氣）

；燒瓶C的作用是

防止水倒吸（或用作安全瓶）

；在試管D中收集得到的是

氫氣

．
（2）實(shí)驗(yàn)時(shí)，U型管G中應(yīng)加入的試劑是

固體NaOH（或堿石灰、CaO等堿性固體干燥劑）

；長頸漏斗H中應(yīng)加入

6摩/升的稀鹽酸

．
（3）兩套裝置中，在實(shí)驗(yàn)時(shí)需要加熱的儀器是（填該儀器對應(yīng)的字母）

A、B、E

．
（4）燒瓶I中發(fā)生的反應(yīng)有時(shí)要加入少量硫酸銅溶液，其目的是

加快氫氣產(chǎn)生的速度

．
（5）試管E中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是

Fe₃O₄+4H₂

高溫  .

3Fe+4H₂O

．
（6）為了安全，在E管中的反應(yīng)發(fā)生前，在F出口處必須

檢驗(yàn)氫氣的純度

；E管中的反應(yīng)開始后，在F出口處應(yīng)

點(diǎn)燃?xì)錃?/div>

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分析：（1）燒瓶的作用就是加熱液體或者對液體進(jìn)行蒸餾，為了防止向試管中通入水蒸氣使試管驟冷，引起水的倒流而加了裝置C；
（2）為了方便加入稀鹽酸使用了長頸漏斗，由于鹽酸具有揮發(fā)性，所以在生成氫氣的同時(shí)也會帶出一部分水蒸氣和氯化氫．需要堿性的固體干燥劑；
（3）反應(yīng)需要高溫和水蒸氣，故A和B都需要加熱．從實(shí)驗(yàn)所要達(dá)到的目的可以看出，前一個(gè)裝置是完成第一步實(shí)驗(yàn)的，而后一個(gè)裝置是完成第二步實(shí)驗(yàn)的．裝置E需要加熱；
（4）依據(jù)原電池的反應(yīng)原理分析主要作用；
（5）試管E中氫氣還原四氧化三鐵生成鐵的反應(yīng)；
（6）氫氣是可燃性氣體，所以在做其性質(zhì)實(shí)驗(yàn)時(shí)要保證氫氣的純度．

解答：解：（1）根據(jù)題干中所提供的物質(zhì)可以推斷出第一步實(shí)驗(yàn)中除了生成四氧化三鐵外還會生成氫氣，發(fā)生的反應(yīng)為鐵在高溫和水蒸氣反應(yīng)生成四氧化三鐵和氫氣，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：3Fe+4H₂O

高溫  .

4H₂+Fe₃O₄；試管A是鐵與水蒸氣反應(yīng)的裝置，故在A中裝的應(yīng)該是普通鐵粉，在反應(yīng)過程中 要生成氫氣，所以D是用來收集氫氣的，燒瓶的作用就是加熱液體或者對液體進(jìn)行蒸餾，所以這里蒸餾瓶所起的作用就是產(chǎn)生水蒸氣，為了防止向試管中通入水蒸氣使試管驟冷，引起水的倒流從而在試管和收集氣體的試管中間加上了廣口瓶，保證實(shí)驗(yàn)安全；A中是鐵和水蒸氣的反應(yīng)；B中為產(chǎn)生水蒸氣的裝置，C為安全瓶防止倒吸的作用，D中收集的是氫氣，
故答案為：普通鐵粉（或鐵粉）；產(chǎn)生水蒸氣；防止水倒吸（或用作安全瓶）；氫氣；
（2）裝置I是用來制取氫氣的裝置，所以裝置H是用來添加鹽酸的，F(xiàn)中發(fā)生反應(yīng)：Fe₃O₄+4H₂

高溫  .

3Fe+4H₂O；由于使用的是稀鹽酸來制取氫氣，所以在產(chǎn)生氫氣的同時(shí)可能帶出部分水蒸氣和氯化氫氣體，故在U型管中加入固體來干燥氣體，吸收氯化氫和水蒸氣，所以U型管中為固體NaOH（或堿石灰、CaO等堿性固體干燥劑），
故答案為：固體NaOH（或堿石灰、CaO等堿性固體干燥劑）；6摩/升的稀鹽酸；
（3）反應(yīng)是在高溫的條件下反應(yīng)的，所以A和F裝置要加熱，同時(shí)反應(yīng)需要水蒸氣的參加，故B也需要加熱，故答案為：A、B、E；
（4）燒瓶I中發(fā)生的反應(yīng)是稀鹽酸和金屬鋅反應(yīng)生成氫氣，加入少量硫酸銅溶液，鋅和硫酸銅反應(yīng)銅在鋅表面析出，在稀鹽酸溶液中形成原電池反應(yīng)加快反應(yīng)進(jìn)行，
故答案為：加快氫氣產(chǎn)生的速度；
（5）依據(jù)裝置和實(shí)驗(yàn)?zāi)康姆治�，試管E中發(fā)生反應(yīng)是氫氣還原四氧化三鐵的反應(yīng)，反應(yīng)的化學(xué)方程式是：Fe₃O₄+4H₂

高溫  .

3Fe+4H₂O，故答案為：Fe₃O₄+4H₂

高溫  .

3Fe+4H₂O；
（6）氫氣是可燃性氣體，做氫氣的性質(zhì)實(shí)驗(yàn)時(shí)必須保證氫氣是純凈的，為了安全，在E管中的反應(yīng)發(fā)生前，在F出口處必須進(jìn)行氣體驗(yàn)證純度；E管中的反應(yīng)開始后，在F出口處應(yīng)點(diǎn)燃?xì)錃猓�避免排放到空氣中遇火爆炸；故答案為：檢驗(yàn)氫氣的純度；點(diǎn)燃?xì)錃猓?/div>

點(diǎn)評：本題考查了鐵及其化合物性質(zhì)的應(yīng)用，主要是鐵和水反應(yīng)，氫氣還原鐵的氧化物反應(yīng)，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的裝置判斷和反應(yīng)位置判斷，我們在制取氫氣時(shí)通常用的是稀硫酸，但是本題要求我們必須使用稀鹽酸，故氫氧化鈉的作用起了一箭雙雕的作用，這點(diǎn)是我們做題時(shí)易錯(cuò)的地方，要多加注意，從這里可以看出，我們在做題時(shí)要克服思維定勢，仔細(xì)審題以保證答題的準(zhǔn)確性．

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相關(guān)習(xí)題

科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

在一定條件下用普通鐵粉和水蒸氣反應(yīng)，可以得到鐵的氧化物．該氧化物又可以經(jīng)過此反應(yīng)的逆反應(yīng)，生成顆粒很細(xì)的鐵粉．現(xiàn)用下圖中甲、乙兩套儀器裝置制取上述鐵的氧化物和細(xì)鐵粉．制取上述鐵的氧化物和細(xì)鐵粉時(shí)必須使用普通鐵粉和6mol?L^-1鹽酸，其他試劑任選（裝置中必要的鐵架臺、鐵夾、鐵圈、石棉網(wǎng)、加熱裝置等以及儀器中所裝的試劑在圖中均已略去）．
（1）甲、乙兩套實(shí)驗(yàn)裝置中有錯(cuò)誤的裝置是

甲

（填“甲”或“乙”），改正方法是

將B試管中橡皮塞撤去或打孔與大氣相通

．
裝置改正后請回答下列問題：
（2）甲、乙兩套裝置中，在實(shí)驗(yàn)時(shí)需要加熱的儀器是

BCD

（填該儀器對應(yīng)的字母）．
（3）D管中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為

3Fe+4H₂O（g）

高溫  .

Fe₃O₄+4H₂

．
（4）某興趣小組為了確定實(shí)驗(yàn)后儀器D中黑色粉末的成分，他們進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)．

①操作①的名稱是

過濾

．下列儀器中，在灼燒沉淀時(shí)必須用到的是

AC

 （填字母）．

②通過以上數(shù)據(jù)，可得出2.376g黑色粉末成分是

C

（填字母）．
A．Fe₃O₄                 B．Fe
C．Fe₃O₄與Fe的混合物    D．Fe₃O₄與Fe₂O₃的混合物．

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

（1）過氧化鈉在呼吸面具和潛水艇里作為氧氣的來源，寫出有關(guān)的化學(xué)方程式

 

．過氧化鈉可用來漂白織物、麥桿、羽毛等，其原因是

 

．
（2）在一定條件下用普通鐵粉和水蒸氣反應(yīng)可得到鐵的氧化物，該氧化物可以被氫氣還原，得到顆粒很細(xì)的鐵粉，俗稱“引火鐵”．
寫出普通鐵粉和水蒸氣反應(yīng)的化學(xué)方程式

 

．將“引火鐵”撒入裝有氯氣的集氣瓶中，看見集氣瓶內(nèi)火星四射．實(shí)驗(yàn)時(shí)，需在集氣瓶底鋪一層細(xì)紗，原因是

 

．
（3）通常情況下，氮?dú)獾幕瘜W(xué)性質(zhì)不活潑，其原因是

 

．寫出氮?dú)夂蜌錃夥磻?yīng)合成氨的化學(xué)方程式

 

．

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

按要求寫出下列反應(yīng)的化學(xué)方程式：
（1）鋼鐵工業(yè)是國家工業(yè)的基礎(chǔ)．請寫出由CO還原赤鐵礦的化學(xué)方程式：

 

．
（2）在一定條件下用普通鐵粉和水蒸氣反應(yīng)，可以得到鐵的氧化物．寫出鐵粉和水蒸氣反應(yīng)的化學(xué)方程式：

 

．

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

在一定條件下用普通鐵粉和水蒸氣反應(yīng),可以得到鐵的氧化物。該氧化物又可以經(jīng)過此反應(yīng)的逆反應(yīng),生成顆粒很細(xì)的鐵粉。這種鐵粉具有很高的反應(yīng)活性,在空氣中受撞擊或受熱時(shí)會燃燒,所以俗稱“引火鐵”。請分別用下圖中示意的兩套儀器裝置,制取上述鐵的氧化物和“引火鐵”。實(shí)驗(yàn)中必須使用普通鐵粉和6 mol·L^-1的鹽酸,其他試劑自選(裝置中必要的鐵架臺、鐵夾、鐵圈、石棉網(wǎng)、加熱設(shè)備等在圖中均已略去)。

圖1                圖2

填寫下列空白:

(1)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行時(shí)試管A中應(yīng)加入的試劑是;燒瓶B的作用是______________________;燒瓶C的作用是______________________;在試管D中收集得到的是

____________________________。

(2)實(shí)驗(yàn)時(shí),U形管G中應(yīng)加入的試劑是___________;長頸漏斗H中應(yīng)加入___________。

(3)兩套裝置中,在實(shí)驗(yàn)時(shí)需要加熱的儀器是(填該儀器對應(yīng)的字母) ___________。

(4)燒瓶I中發(fā)生的反應(yīng)有時(shí)要加入少量硫酸銅溶液,其目的是__________________________。

(5)試管E中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是______________________________________________。

(6)為了安全,在E管中的反應(yīng)發(fā)生前,在F出口處必須___________;E管中的反應(yīng)開始后,在F出口處應(yīng)___________。

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Answer 1

分析：（1）燒瓶的作用就是加熱液體或者對液體進(jìn)行蒸餾，為了防止向試管中通入水蒸氣使試管驟冷，引起水的倒流而加了裝置C；
（2）為了方便加入稀鹽酸使用了長頸漏斗，由于鹽酸具有揮發(fā)性，所以在生成氫氣的同時(shí)也會帶出一部分水蒸氣和氯化氫．需要堿性的固體干燥劑；
（3）反應(yīng)需要高溫和水蒸氣，故A和B都需要加熱．從實(shí)驗(yàn)所要達(dá)到的目的可以看出，前一個(gè)裝置是完成第一步實(shí)驗(yàn)的，而后一個(gè)裝置是完成第二步實(shí)驗(yàn)的．裝置E需要加熱；
（4）依據(jù)原電池的反應(yīng)原理分析主要作用；
（5）試管E中氫氣還原四氧化三鐵生成鐵的反應(yīng)；
（6）氫氣是可燃性氣體，所以在做其性質(zhì)實(shí)驗(yàn)時(shí)要保證氫氣的純度．

解答：解：（1）根據(jù)題干中所提供的物質(zhì)可以推斷出第一步實(shí)驗(yàn)中除了生成四氧化三鐵外還會生成氫氣，發(fā)生的反應(yīng)為鐵在高溫和水蒸氣反應(yīng)生成四氧化三鐵和氫氣，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：3Fe+4H₂O

高溫  .

4H₂+Fe₃O₄；試管A是鐵與水蒸氣反應(yīng)的裝置，故在A中裝的應(yīng)該是普通鐵粉，在反應(yīng)過程中 要生成氫氣，所以D是用來收集氫氣的，燒瓶的作用就是加熱液體或者對液體進(jìn)行蒸餾，所以這里蒸餾瓶所起的作用就是產(chǎn)生水蒸氣，為了防止向試管中通入水蒸氣使試管驟冷，引起水的倒流從而在試管和收集氣體的試管中間加上了廣口瓶，保證實(shí)驗(yàn)安全；A中是鐵和水蒸氣的反應(yīng)；B中為產(chǎn)生水蒸氣的裝置，C為安全瓶防止倒吸的作用，D中收集的是氫氣，
故答案為：普通鐵粉（或鐵粉）；產(chǎn)生水蒸氣；防止水倒吸（或用作安全瓶）；氫氣；
（2）裝置I是用來制取氫氣的裝置，所以裝置H是用來添加鹽酸的，F(xiàn)中發(fā)生反應(yīng)：Fe₃O₄+4H₂

高溫  .

3Fe+4H₂O；由于使用的是稀鹽酸來制取氫氣，所以在產(chǎn)生氫氣的同時(shí)可能帶出部分水蒸氣和氯化氫氣體，故在U型管中加入固體來干燥氣體，吸收氯化氫和水蒸氣，所以U型管中為固體NaOH（或堿石灰、CaO等堿性固體干燥劑），
故答案為：固體NaOH（或堿石灰、CaO等堿性固體干燥劑）；6摩/升的稀鹽酸；
（3）反應(yīng)是在高溫的條件下反應(yīng)的，所以A和F裝置要加熱，同時(shí)反應(yīng)需要水蒸氣的參加，故B也需要加熱，故答案為：A、B、E；
（4）燒瓶I中發(fā)生的反應(yīng)是稀鹽酸和金屬鋅反應(yīng)生成氫氣，加入少量硫酸銅溶液，鋅和硫酸銅反應(yīng)銅在鋅表面析出，在稀鹽酸溶液中形成原電池反應(yīng)加快反應(yīng)進(jìn)行，
故答案為：加快氫氣產(chǎn)生的速度；
（5）依據(jù)裝置和實(shí)驗(yàn)?zāi)康姆治�，試管E中發(fā)生反應(yīng)是氫氣還原四氧化三鐵的反應(yīng)，反應(yīng)的化學(xué)方程式是：Fe₃O₄+4H₂

高溫  .

3Fe+4H₂O，故答案為：Fe₃O₄+4H₂

高溫  .

3Fe+4H₂O；
（6）氫氣是可燃性氣體，做氫氣的性質(zhì)實(shí)驗(yàn)時(shí)必須保證氫氣是純凈的，為了安全，在E管中的反應(yīng)發(fā)生前，在F出口處必須進(jìn)行氣體驗(yàn)證純度；E管中的反應(yīng)開始后，在F出口處應(yīng)點(diǎn)燃?xì)錃猓�避免排放到空氣中遇火爆炸；故答案為：檢驗(yàn)氫氣的純度；點(diǎn)燃?xì)錃猓?/div>

點(diǎn)評：本題考查了鐵及其化合物性質(zhì)的應(yīng)用，主要是鐵和水反應(yīng)，氫氣還原鐵的氧化物反應(yīng)，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的裝置判斷和反應(yīng)位置判斷，我們在制取氫氣時(shí)通常用的是稀硫酸，但是本題要求我們必須使用稀鹽酸，故氫氧化鈉的作用起了一箭雙雕的作用，這點(diǎn)是我們做題時(shí)易錯(cuò)的地方，要多加注意，從這里可以看出，我們在做題時(shí)要克服思維定勢，仔細(xì)審題以保證答題的準(zhǔn)確性．