Question

【題目】(1)用如圖所示實驗裝置，在硬質玻璃管中放入還原鐵粉和石棉絨的混合物，加熱，并通入水蒸氣，就可以完成高溫下“Fe與水蒸氣的反應實驗”(石棉絨是耐高溫材料，不與水反應)。

反應一段時間后，有肥皂泡吹起時，用點燃的火柴靠近肥皂泡，當肥皂泡爆破，并有爆鳴聲時，說明“鐵與水蒸氣”能夠進行反應，寫出鐵與水蒸氣反應的化學方程式__________________________。

(2)為了研究(1)中一定時間內(nèi)鐵粉的消耗量，他們設計了如下實驗：準確稱量一定質量的鐵粉進行反應，收集并測量反應后生成的氣體體積(已折算成標準狀況)。

①收集并測量氣體體積應選下圖中的________裝置。

②稱取0.24 g鐵粉與適量石棉絨混合，然后加熱至無氣體放出。最好選用__________規(guī)格的量筒(選填字母序號)。

A．100 mL B．200 mL C．500 mL D．1 000 mL

(3)現(xiàn)有NaHCO3和Na2CO3·xH2O的混合物，為了測定x值，某同學采用如圖所示的裝置進行實驗(CaCl2、堿石灰均足量)。

①若在裝置A的試管中裝入NaHCO3和Na2CO3·xH2O的混合物3.7 g，用酒精燈加熱到反應完全，此時B管增重1.89 g，C管增重0.22 g，則x的值為______。

②該裝置還不是很完善，可能使測定結果偏小，應如何改進_____________________________。原因是___________________________________________________________________________。

Answer 1

【答案】3Fe＋4H2O(g) Fe3O4＋4H2 B B 10 在C裝置后再加一個裝有堿石灰的干燥管（符合題意即可） 為了防止空氣中的CO2和H2O被C裝置中的堿石灰吸收

【解析】

（1）點燃的火柴靠近肥皂泡，肥皂泡爆破，并有爆鳴聲時說明有氫氣生成，反應方程式為： ；

（2）①生成的氣體為氫氣，可用排水法和向下排空氣法收集，故答案為：B；

②0.24 g鐵粉的物質的量為0.24g/56≈0.0043mol，生成的氫氣約為(0.0043/3)×4≈0.0057mol，標況下體積約為128ml，故答案為：B；

（3）①用酒精燈加熱到反應完全，此時B管增重1.89g，C管增重0.22 g，這說明反應中生成的水蒸氣質量為1.89g，CO2質量為0.22g，物質的量分別是=0.105mol、=0.005mol。根據(jù)反應的方程式2NaHCO3Na2CO3＋H2O＋CO2↑可知，該反應中生成的CO2為0.005mol，則碳酸氫鈉的物質的量是0.005mol×2＝0.01mol，反應中生成的水是0.005mol。則碳酸鈉在反應中失去的水的物質的量＝0.105mol－0.005mol＝0.100mol。碳酸氫鈉的質量＝0.01mol×84g/mol＝0.84g，則樣品中碳酸鈉晶體的質量＝3.7g－0.84g＝2.86g。則[＝0.1mol，解得x＝10。故答案為：10；

②由于空氣中也含有CO2和水蒸氣，也能被C裝置的中堿石灰吸收，從而導致C管增重偏高，因此測量值偏低。故答案為：在C裝置后再加一個裝有堿石灰的U形管；為了防止空氣中的CO2和H2O被C裝置的中的堿石灰吸收。