Question

2．紅熱的鐵能與水蒸氣反應，有氫氣生成，現用如圖所示裝置進行鐵在高溫下與水蒸氣反應的實驗，并用簡單的方法收集、檢驗生成的氫氣．請回答下列問題：

（1）寫出鐵在高溫下與水蒸氣反應的化學方程式：3Fe+4H₂O（g） $\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Fe₃O₄+4H₂．
（2）干燥管C內盛放的藥品是CaCl₂和CaO （填化學式）．干燥管的n（填“m”或“n”）端與g導管相連接．
（3）在D處畫出用試管收集氫氣的裝置圖（所需其他儀器自行選擇）．
（4）怎樣用簡單的方法檢驗收集到的氣體是氫氣，簡述實驗操作步驟和現象試管口向下，用拇指堵住試管口，靠近火焰，松開拇指，能燃燒或發出爆鳴聲，說明收集的氣體是氫氣．

Answer 1

分析 根據題目中提供的圖可以看出本題實驗的原理是前面燒瓶中產生水蒸氣，經過橫放的硬質玻璃管，在高溫條件下與鐵反應，反應后用干燥管除去多余的水蒸氣，用小試管收集產生的氣體．發生的反應為：3Fe+4H₂O（g） $\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Fe₃O₄+4H₂，由于產生的氫氣，收集時要用向下排空氣法，可以用點燃法檢驗收集到的氣體是否是氫氣，據此分析．

解答 解：（1）根據題目中提供的圖可以看出本題實驗的原理是前面燒瓶中產生水蒸氣，經過橫放的硬質玻璃管，在高溫條件下與鐵反應，反應后用干燥管除去多余的水蒸氣，發生的反應為：3Fe+4H₂O（g） $\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Fe₃O₄+4H₂，故答案為：3Fe+4H₂O（g） $\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Fe₃O₄+4H₂；
（2）在高溫條件下與鐵反應，反應后用干燥管除去多余的水蒸氣，所以干燥管C內盛放的藥品是固體干燥劑CaCl₂和CaO，干燥管的n端與g導管相連接，
故答案為：CaCl₂；CaO；n；
（3）由于產生的氫氣密度比空氣輕，所以收集時要用向下排空氣法，則收集氫氣的裝置圖，故答案為：；
（4）可以用點燃法檢驗收集到的氣體是否是氫氣．具體做法是試管口向下，用拇指堵住試管口，靠近火焰，松開拇指，能燃燒或發出爆鳴聲，說明收集的氣體是氫氣，
故答案為：試管口向下，用拇指堵住試管口，靠近火焰，松開拇指，能燃燒或發出爆鳴聲，說明收集的氣體是氫氣．

點評 本題主要考查學生對實驗原理分析的能力及對實驗基本操作的掌握情況，學生如果能將實驗基本操作進行適當綜合就可解決問題，難度不大．