高中化学 第三章 非金属及其化合物 重难点四 铁与水蒸气反应（含解析）新人教版必修1-新人教版高一必修1化学试题VIP专享VIP免费

重难点四铁与水蒸气反应【要点解读】1、通常铁与冷水和热水均不反应，但铁可与水蒸气反应。【特别提醒】（1）很活泼金属(如Na)与水反应生成碱，而铁与水反应生成Fe3O4。（2）金属越活泼与水反应越容易，钠能与冷水反应，镁能与热水反应[生成Mg(OH)2和H2]，铁只能与水蒸气在高温下反应。【重难点指数】★★★★【重难点考向一】反应原理分析【例1】高温下，Fe与水蒸气反应生成Fe3O4和H2．下列有关该反应的说法正确的是()A．H2O是还原剂B．Fe被氧化C．H2O发生氧化反应D．Fe得到电子【答案】B【解析】反应3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2中，氢元素化合价由H2O中+1价降低为H2中0价，故H2O是氧化剂被铁还原发生还原反应，生成还原产物氢气；铁元素化合价由Fe中的价升高为Fe3O4中+2、+3价，Fe失电子是还原剂被氧化发生氧化反应，得到氧化产物Fe3O4，故选B。【名师点睛】所含元素化合价降低反应物是氧化剂被还原生成还原产物，所含元素化合价升高的反应物是还原剂被氧化得到氧化产物，标注反应前后元素化合价变化分析判断。【重难点考向二】铁与水反应的实验探究【例2】在常温下，Fe与水并不发生反应，但在高温下，Fe与水蒸气可以发生反应，应用下列装置，在硬质玻璃管中放入还原铁粉和石棉绒的混合物，加热，并通入水蒸气，即可以完成高温下Fe与水蒸气的反应实验请回答下列问题：（1）写出反应的化学方程式_______________________；（2）圆底烧瓶中盛装的是水，该装置受热后的主要作用是_______________________；（3）酒精灯和酒精喷灯点燃的顺序是________________，理由是_______________________；（4）试管收集到的气体是_________；如果要在A处点燃气体，则必须对该气体进行_______________。【答案】（1）3Fe+4H2OFe3O4+4H2(2提供水蒸气)（3）酒精灯；产生的水蒸气赶走管内的空气，防止铁与氧气反应（4）H2验纯【名师点睛】（1）生成物是四氧化三铁和氢气；（2）反应物为水蒸气与铁，水受热形成水蒸气；（3）如果在一套装置中需要两处加热，一定要注意点燃加热仪器的顺序，一般是根据实验的安全性和对实验结果的影响来考虑；（4）点燃氢气前一定要检验纯度，防止发生爆炸【趁热打铁】1．下列叙述中正确的是()A．将高温水蒸气通过炽热的铁粉，铁粉变红色B．向Fe(OH)3胶体中滴加稀H2SO4，先出现沉淀，后沉淀溶解C．向FeCl2溶液中加入几滴KSCN溶液，溶液变为血红色，则FeCl2溶液完全变质D．铝在空气中耐腐蚀，所以铝是不活泼金属【答案】B2．下列关于铝和铁及其化合物的叙述正确的是()①高温下，铁和水蒸气反应可以制得氧化铁②高温下，铝和氧化铁反应可以制得单质铁③向FeSO4溶液中加入NaOH溶液，充分振荡后，可以制得Fe(OH)2④铝制品在生活中被广泛使用，说明铝是一种不活泼的金属⑤Al2O3的熔点很高，是一种较好的耐火材料A．①②B．②⑤C．①⑤D．③④【答案】B【解析】①高温下，铁和水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气，生成的不是氧化铁，故①错误；②高温下，铝和氧化铁能发生铝热反应，铝能将铁从氧化物中置换出，故②正确；③向FeSO4溶液中加入NaOH溶液，生成的Fe(OH)2极易被氧化为Fe(OH)3，故经充分震荡后得到的是Fe(OH)3，故③错误；④铝在空气中极易生成一层致密的氧化膜；，保护着内层的铝不被氧化，所以铝制品比较耐腐蚀，但这并不能说明铝不活泼，故④错误；⑤Al2O3的熔点很高，是一种常用的耐火材料，故⑤正确；故选B。3．在常温下，Fe与水并不起反应，但在高温下，Fe与水蒸气可发生反应．应用下列装置，就可以完成高温下“Fe与水蒸气的反应实验”．请设计实验，证明还原铁粉与水蒸气能够发生反应；（1）铁粉与水蒸气反应的化学方程式是：_______________________；并指明该氧化还原反应的还原剂是_______________________，氧化剂是__________；（2）实验前必须对整套装置进行的操作是________________________________________；（3）证明还原铁粉与水蒸气发生了反应的方法是_______________________；（4）停止反应，待装置冷却后，取出反应过的还原铁粉混合物，加入过量的稀硫酸充分反应，过滤．简述检验所得滤液中Fe3+的操作方法：_______________________________________...