常溫下，在沒有氧氣存在時，鐵與水幾乎不反應，但在高溫下，鐵能與水蒸氣反應．請設計一套簡單的實驗裝置，證明還原鐵粉與水蒸氣能夠發(fā)生反應．

(1)在方框中畫出實驗裝置示意圖(包括反應時容器中的物質(zhì))，并用圖中玻璃容器旁自左至右分別用A、B、C……符號標明．

①本題裝置示意圖中的儀器可以用下面的方式表示．

②鐵架臺、石棉網(wǎng)、酒精燈、玻璃導管之間的聯(lián)接膠管等，在示意圖中不必畫出．如需加熱，在需加熱的儀器下方，標以“△”表示．

(2)請寫出在圖上用A、B、C……各玻璃容器中盛放物質(zhì)的化學式或名稱．

A________、B________、C________、D________、E________．

(3)能夠說明還原鐵粉與水蒸氣能夠發(fā)生反應的實驗現(xiàn)象(或操作)是________．

(4)停止反應，待裝置冷卻后，取出反應過的還原鐵粉混合物，加入過量的稀硫酸充分反應，過濾．簡述檢驗所得濾液中Fe3+的操作方法：________

答案：
解析：

　　(1)和(2)鐵粉與水蒸氣反應產(chǎn)物是四氧化三鐵和氫氣，要證明反應確實能夠發(fā)生，就要證明有新物質(zhì)生成，這里比較簡單的是證明有氫氣生成．因此實驗裝置應該包括有序的三個部分：水蒸氣發(fā)生、水蒸氣與鐵粉反應、檢驗產(chǎn)生的氣體是氫氣．在檢驗產(chǎn)生的氫氣時要注意水蒸氣的干擾，因為水蒸氣不可能與鐵粉完全反應，必定會隨氣流排出．(可有三種方案)

方案一：

　　A、H2O和碎瓷片；B、Fe粉；C、堿石灰；D、空氣

　　方案二：

A、

　　H2O和碎瓷片；B、Fe粉；C、水；D、水

　　方案三：

;

　　A、H2O和碎瓷片；B、Fe粉；C、堿石灰；D、CuO

　　(3)用拇指堵住集滿氣體的試管口，使管口向下移近酒精燈火焰，移開拇指點火，如果聽到爆鳴聲，說明有氫氣產(chǎn)生，從而說明還原鐵粉與水蒸氣發(fā)生了反應．或：黑色固體變紅，右端管壁有水珠，說明有氫氣產(chǎn)生，從而說明還原鐵粉與水蒸氣發(fā)生了反應;

　　(4)取少量濾液，滴入幾滴KSCN溶液，觀察溶液是否變紅色．


練習冊系列答案
相關習題

科目：高中化學 來源： 題型：閱讀理解

(14分)欲用濃硝酸法(測定反應后生成氣體的量)測定某銅銀合金中銅的質(zhì)量分數(shù)。資料表明：①反應中除生成NO2氣體外還有少量的NO生成；②常溫下N02與N2O4混合存在，在低于0℃時幾乎只有無色N2O4液體或晶體存在。為完成測定并驗證有NO生成，有人設計下圖實驗裝置。

(1)實驗開始前要先打開A部分的活塞K1，持續(xù)通一段時間的氮氣再關閉K1，這樣做的目的是________________________________________________。

(2)裝置B瓶的作用是___________________________________________。

(3)A中反應停止后，打開D中的活塞K2并通人氧氣，若反應中確有NO產(chǎn)生，則D中應出現(xiàn)的現(xiàn)象是________________；實驗發(fā)現(xiàn)，通人氧氣溫度的高低對實驗現(xiàn)象有較大影響，則為了便于觀察應通人_______________(填“冷”或“熱”)的氧氣。

(4)為了減少測量誤差，在A中反應完成和D中出現(xiàn)現(xiàn)象后，還應繼續(xù)進行的操作是：___________________________________________________。

(5)實驗測得下列數(shù)據(jù)：所用銅銀合金質(zhì)量為15．0 g，濃硝酸的體積為40 mL，濃度為13．5mol·L－1。實驗后：A中溶液體積為40mL，H+濃度為1.0mol·L－1。若設反應中硝酸既無揮發(fā)也無分解，則：

    ①參加反應的硝酸的物質(zhì)的量為______________；

    ②若已測出反應后E裝置的生成物含氮元素的質(zhì)量，則為確定合金中銅的質(zhì)量分數(shù)，還需要測定的數(shù)據(jù)是__________。

(6)實驗中只測定銅的質(zhì)量分數(shù)，不驗證NO的產(chǎn)生，則在銅銀合金與硝酸反應后，只需簡單的實驗操作就可以達到目的，請簡述實驗過程_______________                                 ____。

【解析】本實驗的目的有兩個。一是驗證反應中除生成NO2氣體外還有少量的NO生成，二是測定某銅銀合金中銅的質(zhì)量分數(shù)，解題時我們始終圍繞這兩個目的。要驗證有NO生成，就必須要保證整個裝置中沒有氧氣存在，否則即使生成NO，也會轉變成NO2，所以實驗開始前要先打開A部分的活塞K1，持續(xù)通一段時間的氮氣再關閉K1，這樣做的目的是排盡裝置中的空氣。檢驗NO的方法是將NO與O2反應生成紅棕色的NO2，由于反應中本來就生成NO2，所以必須將NO2與NO分離，結合題目不難得到裝置C的作用就是將NO2轉變成無色N2O4液體或晶體。如果溫度過低NO2會轉變成無色N2O4液體或晶體，所以為了便于觀察應通人熱的氧氣。要測定某銅銀合金中銅的質(zhì)量分數(shù)除知道銅銀合金的質(zhì)量外，還必須測得與銅銀合金相關的另外一個量，方可列方程組求解。結合題意，可知方法為測出氮的氧化物的質(zhì)量。由于氮的氧化物存在于C、E兩個裝置中，所以必須測出兩個裝置的質(zhì)量變化。另為保證測定準確，在A中反應完成和D中出現(xiàn)現(xiàn)象后，還應打開K1、K2，持續(xù)一段時間的N2和O2，以保證氮的氧化物被充分吸收。計算參加反應的硝酸的物質(zhì)的量可以利用原子守恒進行計算，反應后剩余硝酸是0.04mol，反應前硝酸是0.04L×13.5mol/L＝0.54mol，剩余參加反應的硝酸是0.5mol。因為溶液中含有銀離子，剩余可以通過沉淀法來測定銀的物質(zhì)的量。

 

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科目：高中化學 來源：2014屆河北省高一下學期期中考試化學試卷（解析版） 題型：實驗題

(14分)欲用濃硝酸法(測定反應后生成氣體的量)測定某銅銀合金中銅的質(zhì)量分數(shù)。資料表明：①反應中除生成NO2氣體外還有少量的NO生成；②常溫下N02與N2O4混合存在，在低于0℃時幾乎只有無色N2O4液體或晶體存在。為完成測定并驗證有NO生成，有人設計下圖實驗裝置。

(1)實驗開始前要先打開A部分的活塞K1，持續(xù)通一段時間的氮氣再關閉K1，這樣做的目的是________________________________________________。

(2)裝置B瓶的作用是___________________________________________。

(3)A中反應停止后，打開D中的活塞K2并通人氧氣，若反應中確有NO產(chǎn)生，則D中應出現(xiàn)的現(xiàn)象是________________；實驗發(fā)現(xiàn)，通人氧氣溫度的高低對實驗現(xiàn)象有較大影響，則為了便于觀察應通人_______________(填“冷”或“熱”)的氧氣。

(4)為了減少測量誤差，在A中反應完成和D中出現(xiàn)現(xiàn)象后，還應繼續(xù)進行的操作是： ___________________________________________________。

(5)實驗測得下列數(shù)據(jù)：所用銅銀合金質(zhì)量為15．0 g，濃硝酸的體積為40 mL，濃度為13．5mol·L－1。實驗后：A中溶液體積為40mL，H+濃度為1.0mol·L－1。若設反應中硝酸既無揮發(fā)也無分解，則：

    ①參加反應的硝酸的物質(zhì)的量為______________；

    ②若已測出反應后E裝置的生成物含氮元素的質(zhì)量，則為確定合金中銅的質(zhì)量分數(shù)，還需要測定的數(shù)據(jù)是__________。

(6)實驗中只測定銅的質(zhì)量分數(shù)，不驗證NO的產(chǎn)生，則在銅銀合金與硝酸反應后，只需簡單的實驗操作就可以達到目的，請簡述實驗過程_______________                                  ____。

【解析】本實驗的目的有兩個。一是驗證反應中除生成NO2氣體外還有少量的NO生成，二是測定某銅銀合金中銅的質(zhì)量分數(shù)，解題時我們始終圍繞這兩個目的。要驗證有NO生成，就必須要保證整個裝置中沒有氧氣存在，否則即使生成NO，也會轉變成NO2，所以實驗開始前要先打開A部分的活塞K1，持續(xù)通一段時間的氮氣再關閉K1，這樣做的目的是排盡裝置中的空氣。檢驗NO的方法是將NO與O2反應生成紅棕色的NO2，由于反應中本來就生成NO2，所以必須將NO2與NO分離，結合題目不難得到裝置C的作用就是將NO2轉變成無色N2O4液體或晶體。如果溫度過低NO2會轉變成無色N2O4液體或晶體，所以為了便于觀察應通人熱的氧氣。要測定某銅銀合金中銅的質(zhì)量分數(shù)除知道銅銀合金的質(zhì)量外，還必須測得與銅銀合金相關的另外一個量，方可列方程組求解。結合題意，可知方法為測出氮的氧化物的質(zhì)量。由于氮的氧化物存在于C、E兩個裝置中，所以必須測出兩個裝置的質(zhì)量變化。另為保證測定準確，在A中反應完成和D中出現(xiàn)現(xiàn)象后，還應打開K1、K2，持續(xù)一段時間的N2和O2，以保證氮的氧化物被充分吸收。計算參加反應的硝酸的物質(zhì)的量可以利用原子守恒進行計算，反應后剩余硝酸是0.04mol，反應前硝酸是0.04L×13.5mol/L＝0.54mol，剩余參加反應的硝酸是0.5mol。因為溶液中含有銀離子，剩余可以通過沉淀法來測定銀的物質(zhì)的量。

 

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