Question

下面是某化学学习小组通过实验探究来学习“铁的三种价态之间的转化”的案例．
（1）材料及试剂：具支试管、

 

（玻璃仪器）、U形管、多孔塑料垫板、粗（细）玻璃管、酒精灯、铁架台、止水夹、乳胶管、单孔塞、锌粒、FeO、Fe₂O₃、稀硫酸等．
（2）实验装置

实验前需要检查该装置的气密性，方法是

 

．
（3）U形管中装入的药品是

 

，其作用是

 

．
（4）待锌粒与稀硫酸反应一段时间后，再点燃酒精灯甲和酒精灯乙，这样操作的必要性是

 

．
（5）实验完毕，关闭止水夹，熄灭两只酒精灯，可以观察到具支试管与长颈漏斗中的现象是

 

，
关闭止水夹的目的是

 

．
（6）玻璃管冷却后，取出玻璃管内的物质检验有单质铁存在，写出玻璃管内发生反应的化学方程式：

 

．

Answer 1

分析：（1）对照实验装置图结合已经给定的材料来寻找缺少的玻璃仪器；
（2）该装置中有长颈漏斗，故可采用注水法检查装置气密性；
（3）铁的氧化物的还原需要干燥的还原性气体，否则水蒸气容易与还原出的铁反应；
（4）反应前装置中有空气，刚通入氢气时便加热，可能会导致爆炸；
（5）熄灭酒精灯，玻璃管内反应结束，关闭止水夹，锌粒与酸仍然反应产生气体，根据装置内气压升高来确定现象；
（6）铁的氧化物被氢气还原，可以得到金属铁和水．

解答：解：（1）对照实验装置图可知，缺少的玻璃仪器是长颈漏斗，故答案为：长颈漏斗（答“分液漏斗”或“漏斗”错）；
（2）该装置中有长颈漏斗，可采用注水法检查装置气密性：关闭止水夹，在长颈漏斗中注入水，如果漏斗中能够形成一段水柱，且水柱在短时间内不回落，则证明该装置气密性良好，故答案为：关闭止水夹，在长颈漏斗中注入水，如果漏斗中能够形成一段水柱，且水柱在短时间内不回落，则证明该装置气密性良好；
（3）铁的氧化物的还原需要干燥的还原性气体，否则水蒸气容易与还原出的铁反应，故U形管中是干燥剂，可以选择碱石灰（或无水氯化钙），故答案为：碱石灰（或无水氯化钙）；除去氢气中的水蒸气（或答“干燥氢气”）；
（4）反应前装置中有空气，若刚通入氢气时便加热，可能会导致爆炸，故采用先通入氢气排出空气然后再加热的方法排出装置体系中的空气，防止爆炸，故答案为：排出装置体系中的空气，防止爆炸；
（5）熄灭酒精灯，玻璃管内反应结束，关闭止水夹，因为锌粒与酸仍然反应产生气体，使装置内气压升高，具支试管中的液体被压入长颈漏斗中，故答案为：具支试管中的液面下降，长颈漏斗中的液面上升；防止被还原出的铁再被氧化；
（6）铁的氧化物被氢气还原，可以得到金属铁和水，即FeO+H₂

加热  .

Fe+H₂O、Fe₂O₃+3H₂

加热  .

2Fe+3H₂O，故答案为：FeO+H₂

加热  .

Fe+H₂O、Fe₂O₃+3H₂

加热  .

2Fe+3H₂O．

点评：本题以试验方式考查学生金属铁以及化合物的性质，增加了难度，综合性强，难度大．