Question

某學習小組擬選用如下裝置進行鐵和水蒸氣的反應并檢驗反應產物．
（1）為檢驗生成的氣體產物，請選擇必要的裝置，按氣流方向連接順序為

afgbchi或afgcbhi

（填儀器接口的字母編號）
（2）A中應加入的試劑是

鐵粉

；B的作用是

水蒸氣發生器

．
（3）為了實驗安全，在加熱C之前必須進行的一項實驗操作是

檢驗氫氣的純度

．反應全部開始后，需對尾氣進行處理的方法是

點燃氫氣或用氣囊將尾氣收集起來

．
（4）請描述能證明氣體產物的實驗現象

黑色氧化銅變紅色，白色無水CuSO₄變藍色

．
（5）反應停止，待試管A冷卻后，取少量其中的固體物質進行如實驗：
①試劑X的化學式為

KSCN

．
②用離子方程式表示加入新制氯水后溶液紅色加深的原因

2Fe²⁺+Cl₂=2Fe³⁺+2Cl^-

．

Answer 1

分析：（1）鐵和水蒸氣反應生成四氧化三鐵和氫氣，用濃硫酸干燥氫氣，用氧化銅和氫氣反應生成水，然后用無水硫酸銅檢驗水，從而得出鐵和水蒸氣的產物，據此進行排序；
（2）實驗室要進行鐵和水蒸氣反應，必須有鐵和水蒸氣；
（3）用氫氣還原氧化銅之前應該檢驗氫氣的純度，且氫氣的尾氣要進行處理；
（4）氫氣能還原氧化銅，水能使無色硫酸銅變藍；
（5）檢驗鐵離子用硫氰化鉀溶液，氯氣有強氧化性能氧化亞鐵離子生成鐵離子．

解答：解：（1）用A盛放鐵粉，用B制取水蒸氣，鐵和水蒸氣反應后有部分水蒸氣剩余，所以a出來的氣體通過濃硫酸進行干燥，洗氣瓶中的導氣管應該是長進短出，所以a連接f，f連接g，干燥后的氫氣進入C裝置，可以從b進入，也可以從c進入，所以g可以連接b或c，氧化銅和氫氣反應有水蒸氣生成，水能使無水硫酸銅變藍，所以c或b連接h，注意不能連接i，如果連接i則導致無水硫酸銅不變色，所以其排序為：afgbchi 或afgcbhi，故答案為：afgbchi 或afgcbhi；
（2）A是鐵和水蒸氣的反應器，所以A中盛放鐵粉，B是水蒸氣發生器（或產生水蒸氣），故答案為：鐵粉，水蒸氣發生器；
（3）氫氣和氧化銅反應之前應具有氫氣的純度，否則會造成爆炸；尾氣中還含有氫氣，所以要將尾氣點燃氫氣或用氣囊將尾氣收集起來，
故答案為：檢驗氫氣的純度，點燃或用氣囊將尾氣收集起來；
（4）氫氣能將黑色的氧化銅還原成紅色的銅，同時生成水蒸氣，水能使白色的無水硫酸銅變藍色，所以能證明氣體產物的實驗現象：黑色氧化銅變紅色，白色無水CuSO₄變藍色，故答案為：黑色氧化銅變紅色，白色無水CuSO₄變藍色；
（5）①固體產物含有四氧化三鐵和未反應的鐵，四氧化三鐵和鐵都與鹽酸反應生成鹽，鐵離子和硫氰化鉀溶液反應生成紅色的溶液，所以X是硫氰化鉀，故答案為：KSCN；
②新制氯水后溶液紅色加深，說明絡合物濃度增大，氯氣將亞鐵離子氧化生成鐵離子而導致絡合物濃度增大，反應離子方程式為：2Fe²⁺+Cl₂=2Fe³⁺+2Cl^-，故答案為：2Fe²⁺+Cl₂=2Fe³⁺+2Cl^-．

點評：本題以鐵和水蒸氣的實驗為載體考查了物質的檢驗、實驗儀器的連接等知識點，難度較大，知道水能使無水硫酸銅變藍是水的特征反應，注意鐵和水蒸氣反應生成四氧化三鐵而不是氧化鐵，為易錯點．