Question

在常温下，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： ____________________

（2）如何检验该装置的气密性 ______________________。

（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 ___________。

Answer

（1）3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2

（2）在玻璃管口处接一段乳胶管，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）为硬质玻璃管内Fe与水蒸气的反应实验提供持续不断的水蒸气。

防止暴沸事故的发生。

（4）先点燃酒精灯，产生水蒸气后，再点燃酒精喷灯。

防止先点燃酒精喷灯所导致的Fe与O2的反应。

【解析】

试题分析：

（1）铁和水蒸气反应，铁的化合价升高，铁作还原剂，水中氢的化合价降低，水作氧化剂，反应的化学方程式为3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2；

（2）气密性检测的方法是：在玻璃管口处接一段乳胶管，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为硬质玻璃管内Fe与水蒸气的反应实验提供持续不断的水蒸气，碎瓷片的作用是防止爆沸。

（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，产生水蒸气排掉硬质玻璃管内空气；

考点：铁及其化合物的性质实验