如圖是鐵與水蒸氣反應的實驗裝置。在硬質玻璃管中放入還原鐵粉和石棉絨(石棉絨是耐高温材料，與水、鐵不反應)的混合...

來源：國語幫 1.29W

問題詳情：

如圖是鐵與水蒸氣反應的實驗裝置。在硬質玻璃管中放入還原鐵粉和石棉絨(石棉絨是耐高温材料，與水、鐵不反應)的混合物，加熱，並通入水蒸氣，就可以完成高温下鐵與水蒸氣反應的實驗。

(1)該實驗反應的化學方程式為Fe＋H2O(g)Fe3O4＋H2(請配平)。

(2)儀器a的名稱是________________。

(3)某同學為了研究一定時間內鐵粉的轉化率，設計瞭如下實驗：

準確稱量一定質量的鐵粉進行反應，測量反應後生成氣體的體積，計算鐵粉的轉化率。

①該同學應該先點燃________(填“A”或“B”)處的酒精燈(或酒精噴燈)。測量氣體體積不可以選用下列________(填“*”“乙”或“*”)裝置。

②稱取5.6 g鐵粉與適量石棉絨混合，然後加熱反應一段時間。若測出的氣體體積在標準狀況下為0.448 L，則鐵粉的轉化率為________。

(4)將硬質玻璃管中反應後的固體混合物全部取出置於燒杯中，加入足量的鹽*溶解並過濾，為探究反應後溶液中可能存在的陽離子，小林同學進行下列實驗，請你將表格補充完整：

步驟

現象

解釋(用離子方程式表示)

結論

Ⅰ.取樣，滴加KSCN

溶液

溶液不變紅*

①Fe3O4＋8H＋===Fe2＋＋2Fe3＋＋4H2O

②_______________________________________________________

Ⅲ.反應後的溶液中陽離子為_____________________________________________________

Ⅱ.取樣，滴加NaOH

溶液

剛開始無明顯現象，一段時間後先出現________*沉澱，迅速變為灰綠*，最終變為______*

①_______________________________________________________

②Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓

③4Fe(OH)2＋2H2O＋O2===

4Fe(OH)3

【回答】

解析：(1)根據氧化還原反應得失電子守恆配平化學方程式：3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2。(3)①實驗開始，應先點燃A處酒精燈生成水蒸氣，然後再點燃B處酒精噴燈使Fe與水蒸氣反應。測量氣體體積選用排水量氣法，*裝置錯誤。②根據化學方程式得關係式：3Fe～4H2，n(H2)＝＝0.02 mol，則反應的鐵的物質的量：n(Fe)＝×0.02 mol＝0.015 mol，鐵粉的轉化率＝×100%＝15%。(4)Ⅰ中溶液不變紅*，説明無Fe3＋，所以一定發生反應②：Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋；Ⅱ中一開始無明顯現象，只能是發生反應：H＋＋OH－===H2O，H＋反應完全後，Fe2＋與OH－反應生成白*沉澱Fe(OH)2，迅速變為灰綠*，最後變為紅褐*沉澱Fe(OH)3。綜上所述，反應後的溶液中陽離子為H＋、Fe2＋。