Question

在常溫下，Fe與水并不起反應，但在高溫下，Fe與水蒸氣可發(fā)生反應．
應用下列裝置，在硬質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與水蒸氣的反應實驗”．請回答該實驗中的問題．
（1）寫出該反應的反應方程式：

3Fe+4H₂O

△   .

Fe₃O₄+4H₂

；并指明該氧化還原反應的還原劑是

鐵

，氧化劑是

水

．
（2）實驗前必須對整套裝置進行氣密性檢查，操作方法是

在玻璃管口A處接一段乳膠管，乳膠管頭上連一段玻璃管，并將管口沒入水中，用酒精燈火焰微熱燒瓶底部，如果能夠觀察到沒入水中的玻璃管口有氣體逸出，停止加熱后，玻璃管內有水柱上升，且較長時間水柱不回落，則標明該套裝置氣密性良好

．
（3）試管中收集氣體是

氫氣

，如果要在A處玻璃管處點燃該氣體，則必須對該氣體進行

驗純

，方法是

用試管收集一試管氣體，靠近酒精燈火焰，如果發(fā)出的聲音是“啪”的爆鳴聲，則證明產生的氫氣不純（含有氧氣），如果是“噗”的聲音，則證明是純凈的氫氣

．這一操作的目的是

防止點燃時，氫氣因含有氧氣而爆炸

．

Answer 1

分析：（1）對于鐵與水蒸氣反應的化學方程式，教材中已出現，很容易寫出化學方程式．還原劑的判定方法根據化合價升高的物質，氧化劑是化合價降低的物質．
（2）檢驗裝置氣密性的方法一般用微熱的方法，根據冒出的氣泡和回流的水柱來判斷．
（3）點燃氫氣前一定要檢驗純度，防止發(fā)生爆炸．

解答：解：（1）鐵與水蒸氣發(fā)生氧化還原反應：3Fe+4H₂O

△   .

Fe₃O₄+4H₂，根據化合價升降來判斷氧化劑和還原劑．因鐵的化合價升高，所以鐵作還原劑，水中氫的化合價降低，水作氧化劑．故答案為：3Fe+4H₂O

△   .

Fe₃O₄+4H₂  鐵  水；
（2）中學階段檢查裝置氣密性常用方法有兩種：一種是利用熱脹冷縮原理，另一種是利用氣壓原理．氣壓原理一般只有涉及到液體時才能用得到，這里顯然是利用熱脹冷縮原理．利用熱脹冷縮原理時要注意步驟一定要完整，既要證明“熱脹”，也要證明“冷縮”．
故答案為：在玻璃管口A處接一段乳膠管，乳膠管頭上連一段玻璃管，并將管口沒入水中，用酒精燈火焰微熱燒瓶底部，如果能夠觀察到沒入水中的玻璃管口有氣體逸出，停止加熱后，玻璃管內有水柱上升，且較長時間水柱不回落，則標明該套裝置氣密性良好；
（3）氫氣的爆炸極限是4.0%～75.6%，就是說當氫氣的含量在上述范圍內的話就會引起爆炸，因此，點燃之前要檢驗純度．
故答案為：氫氣  驗純  用試管收集一試管氣體，靠近酒精燈火焰，如果發(fā)出的聲音是“啪”的爆鳴聲，則證明產生的氫氣不純（含有氧氣），如果是“噗”的聲音，則證明是純凈的氫氣；止點燃時，氫氣因含有氧氣而爆炸．

點評：本題較基礎，涉及到實驗基礎知識，同學們要掌握常見的氣密性檢驗，檢驗氣體純度的方法．