Question

【題目】在常溫下，Fe與水并不起反應，但在高溫下，Fe與水蒸氣可發生反應。 應用下列裝置，在硬質玻璃管中放入還原鐵粉和石棉絨的混合物，加熱，并通入水蒸氣，就可以完成高溫下“Fe與水蒸氣的反應實驗”。請回答該實驗中的問題。

（1）寫出該反應的反應方程式：______________；并指明該氧化還原反應的還原劑是 ______，氧化劑是______________。

（2）圓底燒瓶中盛裝的水，該裝置受熱后的主要作用是 __________ ；燒瓶底部放置了幾片碎瓷片，其作用是___________ 。

（3）酒精燈和酒精噴燈點燃的順序是 ____________，為什么______________。

（4）試管中收集氣體是_________，如果要在A處玻璃管處點燃該氣體，則必須對該氣體進行 _____________ 。

Answer 1

【答案】3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2 Fe H2O 提供水蒸氣 防暴沸 先點燃酒精燈，后點燃酒精噴燈 原因是用產生的水蒸氣將系統內的空氣排盡，否則鐵與氧氣會發生反應 H2 驗純

【解析】

（1）Fe與水蒸氣高溫反應生成四氧化三鐵和氫氣，Fe元素的化合價升高，H元素的化合價降低；

（2）裝置受熱后，水轉化為水蒸氣，燒瓶底部放置了幾片碎瓷片，可防止液體劇烈沸騰；

（3）如果在一套裝置中需要兩處加熱，一定要注意點燃加熱儀器的順序，一般是根據實驗的安全性和對實驗結果的影響來考慮；

（4）根據方程式判斷收集的氣體，根據氣體的性質分析解答。

（1）Fe與水蒸氣高溫反應生成四氧化三鐵和氫氣，反應的方程式為3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2，Fe元素的化合價升高，H元素的化合價降低，則Fe為還原劑，水為氧化劑；

（2）裝置受熱后，水轉化為水蒸氣，則其作用為為實驗提供水蒸氣；燒瓶底部放置了幾片碎瓷片，可防止液體劇烈沸騰，則其作用為防止暴沸；

（3）點燃加熱儀器的順序要考慮實驗的安全性和對實驗結果的影響，在本實驗中為了防止鐵與空氣中的氧氣在加強熱的條件下反應，應該先點燃酒精燈，排掉硬質玻璃管內空氣，為Fe與水蒸氣的反應實驗提供持續不斷的水蒸氣，即先點燃酒精燈，后點燃酒精噴燈；

（4）由發生的反應及干燥可知，最后只收集到H2，氫氣屬于可燃性氣體，氫氣不純加熱易引起爆炸，因此，點燃之前要檢驗純度。