Question

【題目】利用下圖裝置，在硬質玻璃管中放入附著還原鐵粉的石棉絨，完成“高溫下Fe與水蒸氣的反應”實驗。回答下列問題：

注：石棉絨是耐高溫材料，本實驗中不參與反應。

（1）a是安全管，其作用原理是_________________________。

（2）為防止暴沸，在圓底燒瓶b中需要加入_____________。

（3）將還原鐵粉附著在石棉絨上，其目的是_________；e處的鐵絲網罩的作用是_________。

（4）儀器f的名稱是___________。

（5）實驗時應先點燃酒精燈______（填“c”或“d”），理由是______。

（6）反應一段時間后，當肥皂泡吹起時，用點燃的木條或火柴靠近肥皂泡，可觀察到的現象是______；鐵與水蒸氣反應的化學方程式為_______________；停止加熱，冷卻，取出少量反應后的固體于試管中，加入足量的濃鹽酸，溶解、過濾。向濾液中滴加KSCN溶液，溶液的顏色沒有變紅，合理的解釋是_________。

Answer 1

【答案】 當燒瓶中壓力過大時，安全管中液面上升，使燒瓶中壓力穩定 沸石或碎瓷片 增大鐵粉與水蒸氣的接觸面積 集中酒精燈火焰 ，提高加熱的溫度 干燥管 c 若先點燃酒精燈d，導致Fe與O2反應 肥皂泡破裂，有爆鳴聲 3Fe+4H2O(g) Fe3O4+4H2 與水反應后鐵粉剩余較多，加入濃鹽酸時單質鐵將Fe3+完全還原為Fe2+

【解析】該實驗是“高溫下Fe與水蒸氣的反應”，左邊裝置產生水蒸氣，中間裝置為Fe與水蒸氣的反應裝置，反應產生的氣體經過f除水，再通入肥皂液中檢驗氫氣。

（1）安全管a的作用原理是當燒瓶中壓力過大時，安全管中液面上升，使燒瓶中壓力穩定。

（2）液體加熱易暴沸，在圓底燒瓶b中需要加入沸石或碎瓷片可防止暴沸。

（3）將還原鐵粉附著在石棉絨上，目的是增大鐵粉與水蒸氣的接觸面積；e處的鐵絲網罩的作用是集中酒精燈火焰 ，提高加熱的溫度。

（4）儀器f的是（球形）干燥管。

（5）實驗時應先點燃酒精燈c，理由是若先點燃酒精燈d，導致Fe與O2反應。

（6）鐵與水蒸氣反應生成氫氣，反應的化學方程式為3Fe+4H2O(g) Fe3O4+4H2；當肥皂泡吹起時，用點燃的木條或火柴靠近肥皂泡，可觀察到肥皂泡破裂，有爆鳴聲的現象；停止加熱，冷卻，取出少量反應后的固體于試管中，加入足量的濃鹽酸，溶解、過濾。向濾液中滴加KSCN溶液，溶液的顏色沒有變紅，原因是與水反應后鐵粉剩余較多，加入濃鹽酸時單質鐵將Fe3+完全還原為Fe2+。