Question

在焊接兩根鐵軌時，為確保施工質(zhì)量，工程技術(shù)人員常用到一種叫做“引火鐵”的反應活性材料．實驗室的制備過程如下：
（1）在高溫條件下用普通鐵粉和水蒸氣反應，得到粉末狀的四氧化三鐵；
（2）將四氧化三鐵粉末在高溫條件下經(jīng)過與上述過程相反的反應生成“引火鐵”粉末．請分別用以下兩套裝置，制取四氧化三鐵和“引火鐵”．實驗中必須使用普通鐵粉和稀硫酸，其他試劑和用品自選．（注：裝置中必要的鐵架臺、鐵夾、鐵圈、石棉網(wǎng)、加熱設(shè)備等在圖中均已略去）

填寫下列空白：
（1）實驗過程中第（1）、（2）兩個相反步驟的反應方程式是：
①______；②______．　　　　　　　　　　　　　　　　
（2）在實驗裝置中，燒瓶B的作用是______．
（3）實驗時試管A中加入的固體是______，試管D處可收集到的氣體是______．
（4）實驗時分液漏斗E中應加入的試劑是______，在F中加入的固體是______，在U型管G中常加入固體氫氧化鈉，其作用是______．
（5）實驗過程中，兩套裝置里所有需要加熱的儀器是______（填字母）．

Answer 1

解：（1）根據(jù)題干中所提供的物質(zhì)可以推斷出第一步實驗中除了生成四氧化三鐵外還會生成氫氣，故本題的答案為：
3Fe+4H₂O4H₂+Fe₃O₄；Fe₃O₄+4H₂3Fe+4H₂O
（2）燒瓶的作用就是加熱液體或者對液體進行蒸餾，所以這里蒸餾瓶所起的作用就是產(chǎn)生水蒸氣，為了防止向試管中通入水蒸氣使試管驟冷，引起水的倒流從而在試管和收集氣體的試管中間加上了廣口瓶，以保證實驗安全．
（3）試管A是鐵與水蒸氣反應的裝置，故在A中裝的應該是普通鐵粉，在反應過程中 要生成氫氣，所以D是用來收集氫氣的．
（4）裝置F是用來制取氫氣的裝置，所以裝置E是用來添加稀硫酸的，由于使用的是稀硫酸來制取氫氣，所以在產(chǎn)生氫氣的同時可能帶出部分水蒸氣，故在U型管中加入氫氧化鈉來干燥氣體．
（5）反應是在高溫的條件下反應的，所以A和H裝置要加熱，同時反應需要水蒸氣的參加，故B也需要加熱．
故答案為：（1）3Fe+4H₂OFe₃O₄+4H₂； Fe₃O₄+4H₂Fe+4H₂O（2）產(chǎn)生水蒸氣（3）鐵粉；H₂（4）稀硫酸；鋅粒；除去氫氣中的水蒸氣；
（5）A、B、H
分析：（1）利用題目信息書寫化學反應方程式，在書寫化學方程式時要根據(jù)質(zhì)量守恒定律的實質(zhì)．
（2）燒瓶的作用就是加熱液體或者對液體進行蒸餾．
（3）從實驗所要達到的目的可以看出，前一個裝置是完成第一步實驗的，而后一個裝置是完成第二步實驗的．
（4）為了方便加入稀鹽酸使用了長頸漏斗，由于鹽酸具有揮發(fā)性，所以在生成氫氣的同時也會帶出一部分水蒸氣和氯化氫．
（5）反應需要高溫和水蒸氣，故A、H和B都需要加熱．
點評：此題是一道實驗綜合分析題，解題的關(guān)鍵是對題目提供的信息的整理與綜合，對培養(yǎng)學生分析問題的能力以及知識歸納能力有一定幫助．