Question

（15分） 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”。

（1）寫出該反應的化學方程式                           ，其中氧化劑是      ， 8.4g鐵粉參加反應，轉移電子       mol。
（2）干燥管內使用的干燥劑可以是下列物質中的          （填序號）。
①濃硫酸         ②碳酸鈉          ③堿石灰       ④過氧化鈉
（3）硬質玻璃管中石棉絨的作用是                          ，圓底燒瓶中盛裝水和            ，加入后者的作用是                         。
（4）實驗開始時應先點燃             ，實驗結束時應先熄滅                 ，檢驗生成的氣體的方法是                                     。

Answer 1

（15分） （1）3Fe+4H₂O(g) Fe ₃O₄ +4H₂(不寫 “加熱”扣1分，寫成“高溫”及不寫(g)不扣分) ；H₂O；0.4 （2）③  （3）增大鐵粉與水蒸氣的接觸面   碎瓷片或沸石 防止暴沸 
（4）酒精燈   酒精噴燈   將收集到氣體的試管口移近酒精燈的火焰，若聽到尖銳的爆鳴聲（或噗的一聲），證明氣體為氫氣（意思對即可）。

（1）在高溫下，鐵和水蒸氣反應，生成四氧化三鐵和氫氣，方程式為3Fe+4H₂O(g) Fe ₃O₄ +4H₂。水中氫元素的化合價降低，所以水是氧化劑。 8.4g鐵是0.15mol，能生成氫氣0.2mol，所以轉移電子是0.2mol×2＝0.4mol。
（2）干燥管不能放液體，①不正確。碳酸鈉不是干燥劑，②不正確。過氧化鈉和水反應生成氧氣，引入雜質，④不正確。所以正確的答案選③。
（3）石棉絨可以增大鐵粉與水蒸氣的接觸面，加快反應速率。水受熱時易劇烈跳到，所以需要加入碎瓷片，以防止暴沸。
（4）裝置中含有空氣，所以為防止空氣氧化單質鐵，需要利用水蒸氣排出空氣，所以先點燃酒精燈。同樣實驗結束時應先熄滅酒精噴燈。檢驗氫氣一般用爆鳴法，即將收集到氣體的試管口移近酒精燈的火焰，若聽到尖銳的爆鳴聲（或噗的一聲），證明氣體為氫氣。