Question

某化学兴趣小组利用如图装置进行铁与水蒸气反应的实验，并检验产物的性质，请回答下列问题：

（1）A装置的作用是____________，烧瓶底部放碎瓷片的作用是_____________。

（2）装置B中发生反应的化学方程式是___________，该反应中氧化剂是__________，氧化产物是_____________。

（3）D的作用是__________。

（4）E中的实验现象是_______________。

（5）A、B两个装置中应先点燃____处的酒精(喷)灯，点燃E处酒精灯之前应进行的操作是_______。

（6）该同学对反应后硬质试管中固体物质的组成提出了如下假设：

假设1：只有Fe；

假设2：只有________；

假设3：既有Fe也有Fe₃O₄。

Answer

产生水蒸气 防暴沸 3Fe+4H2O（g）=Fe3O4+4H2(高温) H2O Fe3O4 干燥氢气 固体由黑色变为紫红色 A 收集气体并验纯 Fe3O4

【解析】

（1）根据铁与水蒸气反应的条件是高温，水的状态是气体分析可知A装置的作用是造水蒸气；烧瓶底部放碎瓷片的作用是防暴沸；

（2）B中是铁与水蒸气反应生成氢气和四氧化三铁，根据反应中化合价的变化进行分析；

（3）D的作用是吸收未反应的水蒸气，干燥氢气；

（4）根据氢气还原氧化铜得到铜和水进行分析；
（5）若先点燃B处，铁会与氧气先发生反应，所以须先点燃A处；氢气是可燃性气体混有空气会发生爆炸，需要验纯；

（6）若铁没有反应，则固体物质为Fe；若铁部分反应，则固体物质为Fe与Fe3O4的混合物；若铁全部反应，则固体物质为Fe3O4。

（1）铁与水蒸气反应的方程式为：3Fe+4H2OFe3O4+4H2↑，条件是高温，水的状态是气体，所以A装置的作用是提供水蒸气，烧瓶底部放碎瓷片的作用是防止加热时液体爆沸，故答案为：产生水蒸气，防暴沸。

（2）B中是铁与水蒸气反应生成氢气和四氧化三铁，反应方程式为：3Fe+4H2OFe3O4+4H2↑，该反应中铁元素的化合价升高，被氧化，所以Fe是还原剂，Fe3O4是氧化产物，H2O中氢元素的化合价降低，被还原，所以H2O是氧化剂，故答案为：3Fe+4H2OFe3O4+4H2↑，H2O，Fe3O4。

（3）D的作用是吸收未反应的水蒸气，干燥氢气，故答案为：干燥氢气。

（4）E是氢气还原氧化铜的实验，氢气还原氧化铜得到铜和水即H2+CuOCu+H2O，所以硬质玻璃管中黑色固体变为紫红色，硬质玻璃管右端管壁有液滴生成，故答案为：固体由黑色变为紫红色。

（5）若先点燃B处，铁会与氧气先发生反应，所以须先点燃A处；氢气是可燃性气体混有空气会发生爆炸，所以点燃E处酒精灯之前应进行的操作是验证氢气的纯度，方法是：收集一试管气体，将试管口靠近酒精灯火焰，弱发出噗的声音，说明气体纯净；若发生尖锐爆鸣声，说明气体不纯，故答案为：A；收集气体并验纯。

（6）若铁没有反应，则固体物质为Fe；若铁部分反应，则固体物质为Fe与Fe3O4的混合物；若铁全部反应，则固体物质为Fe3O4，故答案为：Fe3O4。