常温下，Fe与水并不起反应，但在高温下，Fe与水蒸气可发生反应．应用下列装置，在硬质玻璃管中放入还原铁粉和石棉绒的混合物，加热，并通入水蒸气，就可以完成高温下“Fe与水蒸气的

Question

常温下，Fe与水并不起反应，但在高温下，Fe与水蒸气可发生反应． 应用下列装置，在硬质玻璃管中放入还原铁粉和石棉绒的混合物，加热，并通入水蒸气，就可以完成高温下“Fe与水蒸气的反应实验”．请回答该实验中的问题．

（1）写出该反应的反应方程式：______；并指明该氧化还原反应的还原剂是______，氧化剂是______．
（2）实验前必须对整套装置进行气密性检查，操作方法是______．
（3）圆底烧瓶中盛装的水，该装置受热后的主要作用是______；烧瓶底部放置了几片碎瓷片，碎瓷片的作用是______．
（4）酒精灯和酒精喷灯点燃的顺序是______，为什么？______．
（5）干燥管中盛装是的物质是______，作用是______．
（6）试管中收集气体是______，如果要在A处玻璃管处点燃该气体，则必须对该气体进行______，方法是______．这一操作的目的是______．

Answer 1

（1）铁与水蒸气发生氧化还原反应：3Fe+4H₂O（g）(△.)/()Fe₃O₄+4H₂，根据化合价升降来判断氧化剂和还原剂．因铁的化合价升高，所以铁作还原剂，水中氢的化合价降低，H₂O作氧化剂．故答案为：3Fe+4H₂O（g）(△.)/()Fe₃O₄+4H₂；Fe；H₂O；
（2）中学阶段检查装置气密性常用方法有两种：一种是利用热胀冷缩原理，另一种是利用气压原理．气压原理一般只有涉及到液体时才能用得到，这里显然是利用热胀冷缩原理．利用热胀冷缩原理时要注意步骤一定要完整，既要证明“热胀”，也要证明“冷缩”，
故答案为：在玻璃管口A处接一段乳胶管，乳胶管头上连一段玻璃管，并将管口没入水中，用酒精灯火焰微热烧瓶底部，如果能够观察到没入水中的玻璃管口有气体逸出，停止加热后，玻璃管内有水柱上升，且较长时间水柱不回落，则标明该套装置气密性良好；
（3）因为反应物为水蒸气与铁，所以这里加热的目的就是提供水蒸气，烧瓶底部应事先放置碎瓷片，放碎瓷片的目的是防止沸腾事故发生，
故答案为：为实验提供水蒸气；防止暴沸；
（4）点燃加热仪器的顺序要考虑实验的安全性和对实验结果的影响，在本实验中为了防止铁与空气中的氧气在加强热的条件下反应，应该先点燃酒精灯，
故答案为：先点燃酒精灯，产生水蒸气后再点燃酒精喷灯；防止铁与空气中的氧气在加强热的条件下反应；
（5）干燥管中盛装是的物质是碱石灰，作用是除去反应产生的氢气中的水蒸气，故答案为：碱石灰；除去反应产生的氢气中的水蒸气；
（6）氢气的爆炸极限是4.0%～75.6%，就是说当氢气的含量在上述范围内的话就会引起爆炸，因此，点燃之前要检验纯度．
故答案为：氢气；验纯；用试管收集一试管气体，靠近酒精灯火焰，如果发出的声音是“啪”的爆鸣声，则证明产生的氢气不纯（含有氧气），如果是“噗”的声音，则证明是纯净的氢气；防止点燃时，氢气因含有氧气而爆炸．