Question

如图是铁与水蒸气反应的实验装置。在硬质玻璃管中放入还原铁粉和石棉绒(石棉绒是耐高温材料，与水、铁不反应)的混合物，加热，并通入水蒸气，就可以完成高温下铁与水蒸气反应的实验。

（1）该实验反应的反应方程式为：___。

（2）仪器a的名称是___。

（3）某同学为了研究一定时间内铁粉的转化率，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”)处的酒精灯(或酒精喷灯)，测量气体体积不可以选用上图中___(填“甲”“乙”或“丙”)装置。

②称取5.6g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0.896L，则铁粉的转化率为__。（转化率=）

（4）将硬质玻璃管中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并过滤，为探究反应后溶液中可能的阳离子，小林同学进行如下实验，请你将下表补充完整：

步骤	现象	解释(用离子方程式表示)	结论
Ⅰ.取样，滴加KSCN溶液	溶液不变红色（Fe^3+与KSCN溶液反应显红色）	①Fe3O4+8H^+=Fe^2++2Fe^3++4H2O ②____	Ⅲ.反应后的溶液中阳离子为___
Ⅱ.取样，滴加NaOH溶液	刚开始无明显现象，一段时间后先出现白色沉淀，迅速变为灰绿色，最终变为红褐色	①___ ②Fe^2++2OH^—=Fe(OH)2↓（白色） 4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3

Answer

3Fe+4H2O（g）Fe3O4+4H2 干燥管 A 甲 30% Fe+2Fe3+=3Fe2+ OH－+H+=H2O H＋、Fe2＋

【解析】

⑴A提供水蒸气，在B中反应，该实验反应的反应方程式为3Fe+4H2O（g）Fe3O4+4H2。

⑵仪器a的名称是干燥管。

⑶①先将A处酒精灯点燃，让水蒸气充满整个装置，再点燃B处酒精灯，用排水法测定气体体积。

②称取5.6g铁粉即铁的物质的量为0.1mol，若测出的气体体积在标准状况下为0.896L即物质的量为0.04mol，根据3Fe+4H2O（g）Fe3O4+4H2，则铁的物质的量为0.03mol，再计算铁粉的转化率为。

⑷溶液不变红色（Fe3+与KSCN溶液反应显红色），说明溶液中的铁离子与铁反应生成了亚铁离子，Fe+2Fe3+=3Fe2+，加入氢氧化钠，刚开始无明显现象，说明是酸碱中和反应，离子反应为OH－+H+ = H2O，从而说明反应后的溶液中阳离子。

⑴A提供水蒸气，在B中反应，该实验反应的反应方程式为3Fe+4H2O（g）Fe3O4+4H2，故答案为：3Fe+4H2O（g）Fe3O4+4H2。

⑵仪器a的名称是干燥管，故答案为：干燥管。

⑶①先将A处酒精灯点燃，让水蒸气充满整个装置，再点燃B处酒精灯，用排水法测定气体体积，因此不可以选用上图中甲装置，故答案为：A；甲。

②称取5.6g铁粉即铁的物质的量为0.1mol，若测出的气体体积在标准状况下为0.896L即物质的量为0.04mol，根据3Fe+4H2O（g）Fe3O4+4H2，则铁的物质的量为0.03mol，则铁粉的转化率为，故答案为：30%。

⑷溶液不变红色（Fe3+与KSCN溶液反应显红色），说明溶液中的铁离子与铁反应了生成亚铁离子，Fe+2Fe3+=3Fe2+，加入氢氧化钠，刚开始无明显现象，说明是酸碱中和反应，离子反应为OH－+H+ = H2O，从而说明反应后的溶液中阳离子为H＋、Fe2＋，故答案为：Fe+2Fe3+=3Fe2+；OH－+H+ = H2O；H＋、Fe2＋。