Question

【题目】用如图装置进行铁与水蒸气在较高温度下反应的实验。取适量的铁粉与氢氧化钙平铺在试管底部，点燃酒精灯，待有较大气泡产生时，用燃着的木条靠近气泡直至有爆鸣声。

（提出问题）改变铁粉和氢氧化钙的质量及两者放置的方式是否会影响实验效果呢？

（查阅资料）①Ca（OH）2CaO+H2O↑

②“气泡爆鸣时间”指从开始加热到第一个气泡爆鸣所用的时间

③“气泡爆鸣时间”越短，实验效果越好

（进行实验）按下表进行实验，记录“气泡爆鸣时间”。

表1

实验	铁粉与氢氧化钙的放置方式	铁粉的质量/g	氢氧化钙的质量/g	气泡爆鸣时间/s
1	铁粉在上层	0.5	1.5	151
2		1.0	1.0	119
3		1.5	0.5	66
4	铁粉在下层	0.5	0.5	88
5		1.0	a	44
6		1.5	1.0	54
7	二者均匀混合	0.5	1.0	77
8		1.0	0.5	58
9		1.5	1.5	60

（处理数据）根据表1，计算“气泡爆鸣时间”均值，结果如下：

表2

因素	放置方式			铁粉的质量/g			氢氧化钙的质量/g
	铁粉 在上层	铁粉 在下层	均匀混合	0.5	1.0	1.5	0.5	1.0	1.5
气泡爆鸣时间均值/s	112	62	65	105	74	60	70	83	85

（解释与结论）

（1）实验中，使用氢氧化钙的目的是____。

（2）实验中，生成的气体为氢气，其理由是____。

（3）表1中，a为____g。

（4）根据表2推断，最佳的实验条件为___。

（反思与评价

（5）表2中，1.5 g铁粉对应的均值为60。计算该值依据的3个数据分别是______。

（6）实验中，铁粉在下层比上层的实验效果好。从金属性质的角度解释原因：______。

Answer 1

【答案】氢氧化钙受热分解生成水，为铁和水蒸气反应提供反应物 反应物中含有氢元素，并且生成可燃性气体 1.5 铁粉在下层，铁粉为1.5g，氢氧化钙为0.5g 66、54、60 铁粉具有导热性，能够保证反应所需温度

【解析】

（1）实验中，铁粉与水蒸气反应会生成氢气，而氢氧化钙加热时可以分解生成氧化钙和水蒸气，所以使用氢氧化钙的目的是氢氧化钙受热分解生成水，为铁和水蒸气反应提供反应物。故填：氢氧化钙受热分解生成水，为铁和水蒸气反应提供反应物。

（2）实验中，铁粉与水蒸气反应会生成可燃性气体，根据反应前后元素种类守恒，反应物中含有氢元素，所以生成的气体为氢气。故填：反应物中含有氢元素，并且生成可燃性气体。

（3）表1中，每一种放置方式都是比较铁粉与氢氧化钙的三种不同质量比例时的气泡爆鸣时间，实验4、5、6中铁粉与氢氧化钙的比例分别为（1:1）、（1:1.5）、（1.5:1），所以a为1.5g。故填：1.5。

（4）气泡爆鸣时间越短，效果越好。根据表2可知，铁粉在下层，铁粉为1.5g，氢氧化钙为0.5g时，分别所测的气泡爆鸣时间是最短的，所以最佳的实验条件为铁粉在下层，铁粉为1.5g，氢氧化钙为0.5g。故填：铁粉在下层，铁粉为1.5g，氢氧化钙为0.5g。

（5）表2中，实验3、实验6、实验9所用的铁粉量都是1.5g，且这三个实验所测得的气泡爆鸣时间分别为66、54、60，所以1.5g铁粉对应的均值为。所以计算该值依据的3个数据分别是66、54、60。故填：66、54、60。

（6）实验中，铁粉在下层比上层的实验效果好。铁与水蒸气在较高温度下才能反应，而铁具有导热性，可以保证反应所需的热量。故填：铁粉具有导热性，能够保证反应所需温度。