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”，并收集純凈干燥的氣體．請回答該實驗中的問題．

（1）寫出該反應的化學方程式；干燥劑是（寫名稱）．
（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）試管中收集氣體是（寫化學式），如果要在A處玻璃管處點燃該氣體，則必須對該氣體進行 ． 在虛線框內畫出收集該氣體的裝置圖 ．（限選儀器：試管、玻璃導管、水槽）
（4）反應后得到黑色固體，主要成分是Fe3O4 ， 還含有少量Fe和FeO；限選以下試劑：稀HNO3、稀HCl、KSCN溶液、氯水、CuSO4溶液；
設計實驗方案檢驗所得固體中含有Fe3O4 ， 寫出實驗步驟和實驗現象 ． 證明固體中含有沒完全反應的Fe ．

Answer 1

【答案】
（1）3Fe+4H2O（g） Fe3O4+4H2；堿石灰（氯化鈣）
（2）提供水蒸氣；防止暴沸
（3）H2；驗純；
（4）取少量固體溶解在鹽酸中，滴加少量KSCN溶液，若溶液顯血紅色，說明固體中含有Fe3O4；取少量固體，加入足量CuSO4溶液，若有紅色固體生成，說明固體中含有Fe，或取少量固體，加入足量稀HCl溶液，若有無色氣泡生成，說明固體中含有Fe
【解析】解：（1）鐵與水蒸氣發生氧化還原反應，生成Fe3O4和H2 ， 方程式為3Fe+4H2O（g） Fe3O4+4H2 ， 用固體干燥劑干燥氫氣，可用堿石灰或氯化鈣，所以答案是：3Fe+4H2O（g） Fe3O4+4H2；堿石灰（氯化鈣）；（2）因為反應物為水蒸氣與鐵，所以這里加熱的目的就是提供水蒸氣；加熱液體時要防止暴沸，故應加入少量碎瓷片防止暴沸發生，所以答案是：提供水蒸氣；防止暴沸；（3）鐵和水蒸氣反應生成氫氣，必須驗純，否則不純氫氣燃燒易爆炸，氫氣密度比空氣小，可用向下排空法收集，如圖 ，所以答案是：H2；驗純； ；（4）檢驗所得固體中含有Fe3O4 ， 可加酸溶解，用KSCN檢驗，現象是溶液顯血紅色，如檢驗含有鐵，可用硫酸銅溶液或鹽酸檢驗，加入足量CuSO4溶液，若有紅色固體生成，說明固體中含有Fe，或取少量固體，加入足量稀HCl溶液，若有無色氣泡生成，說明固體中含有Fe，所以答案是：取少量固體溶解在鹽酸中，滴加少量KSCN溶液，若溶液顯血紅色，說明固體中含有Fe3O4；取少量固體，加入足量CuSO4溶液，若有紅色固體生成，說明固體中含有Fe，或取少量固體，加入足量稀HCl溶液，若有無色氣泡生成，說明固體中含有Fe．