如图是铁与水蒸气反应的实验装置.在硬质玻璃管巾放人还原铁粉和石棉绒(石棉绒是耐高温材料,与水、与铁不反应)的混合物,加热,并通入水蒸气,就町以完成“高温下铁与水蒸气反应的实验”.
(1)仪器a的名称是______;烧瓶中所放的固体是______;
(2)某同学为了研究一定时问内铁粉的转化率,设计了如下实验:准确称量一定质量的铁粉进行反应,测量反应后生成气体的体积,计算铁粉的转化率.
①该同学应该先点燃______(填“A”或“B”,下同)处的酒精灯(或酒精喷灯),一段时间后,再点燃______处的酒精灯(或酒精喷灯);测量气体体积不可以选用上图中的______装置(填“甲”、“乙”、“丙”或“丁”).
②称取1.0g铁粉与适量石棉绒混合,然后加热反应一段时间.若测出的气体体积在标准状况下为44.8mL,则铁粉的转化率为
(3)为了分析反应后的固体混合物中是否含有+3价的Fe,该同学将反应后的固体混合物全部取出置于烧杯中,加入足量的盐酸,溶解后过滤,立即向滤液巾滴加KSCN溶液,观察溶液的颜色.请你在下表中将该同学滴加KSCN溶液后观察到的现象补充完整,并写出相应的结论与解释.
现象 | 结论 | 解释(用离子方程式表示) |
滴加KSCN溶液后,溶液 ______(填“变”或“不变”)红色 | ______(填“能”或“不能”)确定反应后的固体混合物中含有+3价的Fe | ①______ ②______ |
(1)根据装置图中仪器形状和用途判断仪器名称为球形干燥管,烧瓶中加入碎瓷片防止加热暴沸,
故答案为:球形干燥管,碎瓷片;
(2)①高温铁和水蒸气反应,所以装置A处加热产生水蒸气,再点燃B装置处的酒精灯,甲中导气管位置错误,排水量气不能排除水,不可以测量生成氢气的体积,乙丙丁都可以利用装置测定生成气体的体积,
故答案为:A,B,甲;
②称取1.0g铁粉与适量石棉绒混合,然后加热反应一段时间.若测出的气体体积在标准状况下为44.8mL,生成的气体是氢气,物质的量为0.002mol,依据反应的化学方程式得到反应铁的质量:
3Fe+4H2O
Fe3O4+4H2,则铁粉的转化率为高温 .
3×56g 4mol
m 0.002mol
m=0.084g,铁粉的转化率=
×100%=8.4%,0.084g 1.0g
故答案为:8.4%;
(3)为了证明反应后的固体混合物中含有+3价的Fe,取出少量混合物于试管中,加入足量的盐酸,溶解,过滤.向滤液中滴加KSCN溶液,观察溶液的颜色变化分析铁离子的存在,铁离子遇硫氰酸钾溶液会变血红色;铁剩余会在溶液中和铁离子反应生成亚铁离子,依据溶液颜色分析离子存在,血红色说明一定含三价铁离子,不变血红色,不能证明一定不含有铁离子;
现象 | 结论 | 解释(用离子方程式表示) |
不变 | 不能 | ①Fe3O4+8H+=Fe2++2Fe3++4H2O ②Fe+2Fe3+=3Fe2+ |
现象 | 结论 | 解释(用离子方程式表示) |
不变 | 不能 | ①Fe3O4+8H+=Fe2++2Fe3++4H2O ②Fe+2Fe3+=3Fe2+ |