(15分) 应用下列装置,在硬质玻璃管中放入还原铁粉和石棉绒的混合物,加热,并通入水蒸气,就可以完成高温下“Fe与水蒸气的反应实验”。
(1)写出该反应的化学方程式 ,其中氧化剂是 , 8.4g铁粉参加反应,转移电子 mol。
(2)干燥管内使用的干燥剂可以是下列物质中的 (填序号)。
①浓硫酸 ②碳酸钠 ③碱石灰 ④过氧化钠
(3)硬质玻璃管中石棉绒的作用是 ,圆底烧瓶中盛装水和 ,加入后者的作用是 。
(4)实验开始时应先点燃 ,实验结束时应先熄灭 ,检验生成的气体的方法是 。
(15分) (1)3Fe+4H2O(g) Fe 3O4 +4H2(不写 “加热”扣1分,写成“高温”及不写(g)不扣分) ;H2O;0.4 (2)③ (3)增大铁粉与水蒸气的接触面 碎瓷片或沸石 防止暴沸
(4)酒精灯 酒精喷灯 将收集到气体的试管口移近酒精灯的火焰,若听到尖锐的爆鸣声(或噗的一声),证明气体为氢气(意思对即可)。
(1)在高温下,铁和水蒸气反应,生成四氧化三铁和氢气,方程式为3Fe+4H2O(g) Fe 3O4 +4H2。水中氢元素的化合价降低,所以水是氧化剂。 8.4g铁是0.15mol,能生成氢气0.2mol,所以转移电子是0.2mol×2=0.4mol。
(2)干燥管不能放液体,①不正确。碳酸钠不是干燥剂,②不正确。过氧化钠和水反应生成氧气,引入杂质,④不正确。所以正确的答案选③。
(3)石棉绒可以增大铁粉与水蒸气的接触面,加快反应速率。水受热时易剧烈跳到,所以需要加入碎瓷片,以防止暴沸。
(4)装置中含有空气,所以为防止空气氧化单质铁,需要利用水蒸气排出空气,所以先点燃酒精灯。同样实验结束时应先熄灭酒精喷灯。检验氢气一般用爆鸣法,即将收集到气体的试管口移近酒精灯的火焰,若听到尖锐的爆鸣声(或噗的一声),证明气体为氢气。