Question

【題目】(1)用如圖所示實(shí)驗(yàn)裝置，在硬質(zhì)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(yīng)實(shí)驗(yàn)”(石棉絨是耐高溫材料，不與水反應(yīng))。

反應(yīng)一段時間后，有肥皂泡吹起時，用點(diǎn)燃的火柴靠近肥皂泡，當(dāng)肥皂泡爆破，并有爆鳴聲時，說明“鐵與水蒸氣”能夠進(jìn)行反應(yīng)，寫出鐵與水蒸氣反應(yīng)的化學(xué)方程式__________________________。

(2)為了研究(1)中一定時間內(nèi)鐵粉的消耗量，他們設(shè)計了如下實(shí)驗(yàn)：準(zhǔn)確稱量一定質(zhì)量的鐵粉進(jìn)行反應(yīng)，收集并測量反應(yīng)后生成的氣體體積(已折算成標(biāo)準(zhǔn)狀況)。

①收集并測量氣體體積應(yīng)選下圖中的________裝置。

②稱取0.24 g鐵粉與適量石棉絨混合，然后加熱至無氣體放出。最好選用__________規(guī)格的量筒(選填字母序號)。

A．100 mL B．200 mL C．500 mL D．1 000 mL

(3)現(xiàn)有NaHCO3和Na2CO3·xH2O的混合物，為了測定x值，某同學(xué)采用如圖所示的裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)(CaCl2、堿石灰均足量)。

①若在裝置A的試管中裝入NaHCO3和Na2CO3·xH2O的混合物3.7 g，用酒精燈加熱到反應(yīng)完全，此時B管增重1.89 g，C管增重0.22 g，則x的值為______。

②該裝置還不是很完善，可能使測定結(jié)果偏小，應(yīng)如何改進(jìn)_____________________________。原因是___________________________________________________________________________。

Answer 1

【答案】3Fe＋4H2O(g) Fe3O4＋4H2 B B 10 在C裝置后再加一個裝有堿石灰的干燥管（符合題意即可） 為了防止空氣中的CO2和H2O被C裝置中的堿石灰吸收

【解析】

（1）點(diǎn)燃的火柴靠近肥皂泡，肥皂泡爆破，并有爆鳴聲時說明有氫氣生成，反應(yīng)方程式為： ；

（2）①生成的氣體為氫氣，可用排水法和向下排空氣法收集，故答案為：B；

②0.24 g鐵粉的物質(zhì)的量為0.24g/56≈0.0043mol，生成的氫氣約為(0.0043/3)×4≈0.0057mol，標(biāo)況下體積約為128ml，故答案為：B；

（3）①用酒精燈加熱到反應(yīng)完全，此時B管增重1.89g，C管增重0.22 g，這說明反應(yīng)中生成的水蒸氣質(zhì)量為1.89g，CO2質(zhì)量為0.22g，物質(zhì)的量分別是=0.105mol、=0.005mol。根據(jù)反應(yīng)的方程式2NaHCO3Na2CO3＋H2O＋CO2↑可知，該反應(yīng)中生成的CO2為0.005mol，則碳酸氫鈉的物質(zhì)的量是0.005mol×2＝0.01mol，反應(yīng)中生成的水是0.005mol。則碳酸鈉在反應(yīng)中失去的水的物質(zhì)的量＝0.105mol－0.005mol＝0.100mol。碳酸氫鈉的質(zhì)量＝0.01mol×84g/mol＝0.84g，則樣品中碳酸鈉晶體的質(zhì)量＝3.7g－0.84g＝2.86g。則[＝0.1mol，解得x＝10。故答案為：10；

②由于空氣中也含有CO2和水蒸氣，也能被C裝置的中堿石灰吸收，從而導(dǎo)致C管增重偏高，因此測量值偏低。故答案為：在C裝置后再加一個裝有堿石灰的U形管；為了防止空氣中的CO2和H2O被C裝置的中的堿石灰吸收。