铁与水蒸气反应实验改进
作者：薛涛钱胜陆鑫鑫范强
实验装置虽然简单易操作，但是实验成功率很低，实验现象不明显，本文对该实验做了一些改进，设计了一个实验装置同样简单易操作，现象更加明显，实验成功率更高的实验装置及实验方案。
铁粉与水蒸气反应的实验在人教版化学必修（1）2007年3月第三版（以下简称教科书）第50页第三章《金属及其化合物》中以科学探究的形式出现的书上装置如图（1）所示[1]。在中学教学过程中发现;该实验装置虽然操作简单，但是实验成功率很低，实验现象很难达到如课本彩图中效果，用火柴点燃导管处出来的气体时，根本就点不着，且看不见淡蓝色火焰无法验证产生的气体时否是氢气。本文对该实验做了一些改进，使实验现象更加明显
一、存在的问题
1、水蒸气的产生
科书上用湿棉花的蒸发作用来产生水
蒸气再与铁粉反应，经过大量实验发现用棉
花产生水蒸气存在以下缺点：（1）湿棉花的
水分易挥发。铁与水蒸气反应的温度为
1173K[2]，而水的沸点为373K[2]，远远低于该图1
实验的反应温度，因此，当铁粉处温度达到反应温度时，湿棉花中的水分早已挥发没有了，导致水蒸气量不足，产生的氢气量极少，现象不明显。（2）在加热过程中，湿棉花中的水会成滴流向试管中间加热部位，由于试管中间温度较高，导致试管炸裂，实验不安全。
2、产物的检验
教材中用点燃氢气泡的方式来检验产物是否为氢气，在实际操作过程中发现，产生的氢气泡根本不能被点燃，实验过程中也看不见有淡蓝色的火焰，无法检验实验是否产生了氢气。
为了实验装置简单、现象明显、成功率高、适合中学生实验的原则，本文对该实验的装置、药品及产物检验分别进行了一些探索和改进。
二、实验改进
1、针对水蒸气发生装置的改进
由于湿棉花中的的水分挥发较快，在实验前期探索中，想到给装有水的烧瓶或大试管加热[3]，以提供持续稳定的水蒸气流，作为水蒸气的发生装置，但是由于产生的水蒸气过多水蒸气流较大，易导致试管炸裂，且产生的氢气浓度下降，现象非常不明显。经过阅读大量文献和思考总结，本人想到了用固-固加热的实验装置，即用一种在加热条件下能产生或提供持续水蒸气流的固体与铁粉混合，在加热条件下反应，由固体受热提供水蒸气再与铁粉反
应实验装置如图2 所示。
图2
考虑到药品要常见、易得，在加热条件下能产生水蒸气，在阅读了大量文献的基础上，本文主要选取了一下几种固体：（1）湿沙子[4]（2）湿粉笔头[5] （3）硫酸铜晶体[6]（4）氢氧化钙固体[6]
表1 用不同实验用品进行实验的结果
蒸气，实验效果不好，用硫酸铜晶体代替时，因为它的失水温度低，在还没达到铁与水蒸气反应的温度时硫酸铜中的结晶水就已经没有了。经过查阅大量的资料后得知：氢氧化钙的分解温度是580℃，达到这一温度便开始受热分解，生成氧化钙和水蒸气。而氢氧化钙的分解温度比较接近本实验所需的温度，所以选择了氢氧化钙。利用氢氧化钙分解生成的水蒸气再与铁粉反应，其反应非常平缓，随着反应的进行，氢气泡会源源不断地产生。
综上所述：选用氢氧化钙和铁粉混合加热时实验现象明显，安全性高，效果最好。
2、对产物检验的改进
教材中用点燃氢气泡的方式来判断是否产生了氢气，在实际操作过程中发现，用点燃的方式很难判断是否产生了氢气，实验中根本就看不见气泡被点燃，也看不见淡蓝色火焰[7]。针对这个问题，我选择用先将产生的气体收集起来，通过验纯的方式来判断是否产生了氢气（通过是否有爆鸣声来判断是否产生了氢气）。
3、对药品用量的探索
在实验过程中我发现装入药品的比例不同时，产生气体的量、气体的速度以及反应的快慢都不一样。针对这个现象，我又做了系列对比实验，探究反应物比例对实验的影响。实验现象如下表2所示。
为了实验现象明显，条件合理，选择氢氧化钙与铁分的质量比为1：1（质量各为1g）的方案较合理。
三、结论
1、改进后实验装置见图2
2、实验操作步骤：
①分别称取氢氧化钙、铁粉各一克充分混合均匀，用纸槽将混合物置于硬质试管底部按图5安装好实验装置。
②先预热再用酒精灯外焰给混合固体部分集中加热，待导管口的气泡均匀冒出时，用事先装满水的小试管排水法收集产生的气体，气体收集满后，先将导管移出水面再停止加热。
③用大拇指堵住试管移至火焰上方验纯，看是否有爆鸣声，验证是否产生了氢气。
④实验结束，整理仪器。
3、实验说明
①铁粉与水蒸气反应的实验关键是要有持续高温的水蒸气流，本实验的最大特点就是用加热氢氧化钙分解产生水蒸气来替代湿棉花提供水蒸气，由于氢氧化钙的分解温度比较高，为580℃[7]，比较接近该反应温度，故能提供高温水蒸气使该实验现象更加明显。
②用小试管收集气体（排水法）收集满以后，要将试管倒扣在水槽中一段时间，让气体中水蒸气充分冷凝，以提高氢气的纯度。
4、改进后实验优点
①实验装置简单，安全性好，适合中学生操作。
②实验条件简单，反应速度较快，产生气体的量较多，现象明显，实验成功率很高。参考文献
[1] 宋心琦等.普通高中课程标准实验教科书.人民教育出版社,化学1必修, 2007（3）: 50-51
[2]马世昌．基础无机化学反应．西安：陕西人民教育出版社，1995:1005.
[3] 英华, 陈德培.铁与水蒸气反应的实验改进[J]. Educational Equipment And Experiment,
2005(4): 18-20
[4] 赖陆峰，李春燕.铁与水蒸气反应实验改进[J].化学教育，2008（3）：63-64
[5] 邓湘.关于铁与水蒸气反应实验改进的探索.中学生˙教与学，2009（5）：93-94
[6] 李芬.铁与水蒸气反应的实验改进[J].实验教学与仪器，2008（7-8）：42-44
[7] 方双喜.铁与水蒸气反应实验改进[J].实验与创新思维，2010（6）：11-12
指导老师：郭琦
科学探究：铁粉与水蒸气的反应 一、教材：人教版普通高中课程标准实验教科书化学（必修1）50页至51页 二、课时安排：15分钟 三、教学对象：高一学生 四、教学设计思路： 本课题内容选自人教版高中化学必修1 第三章金属及其化合物第一节金属的化学性质第二课时金属与酸和水的反应，铁粉与水蒸气的反应是以科学探究的形式呈现的，是学生在学习钠与水的反应后，进一步研究金属与水的反应。 高中化学新课标提出：“通过以化学实验为主的多种探究活动使学生体验科学研究的过程，激发学习化学的兴趣，强化科学探究的意识，促进学习方式的转变，培养学生的创新精神和实践能力”。科学探究的目的是让学生在获得知识的同时，体验科学探究的过程，了解科学探究的方法，达成情感、态度、价值观目标。该实验难度大，因此不适合学生同步实验，通过反复探索实验方法，教师演示实验能确保成功，以突破教学难点。思维能力是一切能力的核心，因此，教学重点放在学生设计方案上，通过方案设计、筛选、完善的过程激活学生思维，激发创新意识，培养合作与交流的能力。 初中化学中学生学过二氧化碳制取的研究，对实验室确定制取气体装置考虑的因素有一定了解；接触过一氧化碳还原氧化铜的实验装置；知道氢气的检验方法。这些基础使学生自主设计实验方案成为可能。新课由工件淬火视频引入，提出问题，激发学习兴趣；学生根据已有知识猜想与假设并设计方案，演示实验验证假说，得出结论。 由于学生不具备化学方法检验四氧化三铁的知识，教学处理采用介绍x射线衍射仪测定反应后固体产物的方法，将先进技术设备的运用引入教学介绍给学生，目的是开阔视野，也使探究过程更为严密。 五、教学目标： （一）知识与技能目标 1、掌握铁与水蒸气反应的原理； 2、能设计出简单的铁与水蒸气反应的实验装置； 3、培养学生发现问题、分析、解决问题的能力。 （二）过程与方法目标 1、通过探究铁粉与水蒸气的反应，认识设计实验的一般方法，体验科学探 究的过程。 2、训练学生科学思维方法，发展其思维的逻辑性、严密性、深刻性、广阔 性。 （三）情感态度与价值观目标 在科学探究过程中，激发学生学习兴趣，培养积极思考、勇于探索的科学品质，发展合作精神。
铁粉与水蒸气反应实验的再设计 一、原实验的缺陷 人教版必修1课本中采用湿棉花作为水蒸气源，用带灯罩的酒精灯加热还原铁粉的反应，较旧教材中采用加热 水至沸腾，用酒精喷灯加热铁粉反应的实验在安全性，简 易性方面有了很大改善，但仍存在以下不足：①加热还原 铁粉时，由于棉花中含水量较少，铁粉还未达到反应的温 度时，棉花中的水蒸气早已溢出，无法与铁粉充分反应② 由于试管口略向下倾斜，将棉花放在试管底部时，棉花中 的水过早向下流动冲走铁粉，也易炸裂试管③反应时间过 长，现象不明显。针对上述问题，我对本实验进行了再设 计。 二、实验仪器和实验药品 实验仪器：铁架台、导气管、单孔橡皮塞、试管、湿棉花、 蒸发皿、酒精灯（带灯罩）、小木棒 实验药品：铁粉、肥皂水 三、实验步骤 1、取一支稍大一些的试管，在试管底部装入一团湿棉花， 在试管中部装入稍过量的铁粉，再在试管口用一带导管 的单孔橡皮塞塞住。将试管固定在铁架台上，使试管口 略向下倾斜。另取一蒸发皿，放入肥皂水待用。 2、用带灯罩的酒精灯先加热试管中部铁粉堆积的部位，
30s~40s后再用另一带灯罩的酒精灯加热试管底部棉花 部位，加热时铁粉红热，刚开始导管插入蒸发皿的肥皂 水中出现很多气泡，但这不是氢气泡而是空气泡。大约 两分钟左右，用小木棒点燃肥皂泡，可听到明显的爆鸣 声。 四、实验装置图 铁粉与水蒸气反应实验装置图 五、本实验的优点 1、铁粉稍过量使反应充分，迅速。 2、采用两个带灯罩的酒精灯分别加热，先加热铁粉，待接 近反应温度时再加热湿棉花，使铁粉可以迅速与溢出的 水蒸气充分反应，避免了水蒸气过早溢出或迟迟不溢出 的情况。 3、节省了反应的时间，现象很明显。
《铁与水蒸气反应》教学设计 1.指导思想与理论依据 在必修一第三章金属及其化合物中，铁与水蒸气的反应出现在科学探究中，体现了新课标的精神，课本要求学生设计一套简单的实验装置，使还原铁粉与水蒸气反应。以此为依据设计这节课。 2.教学内容分析 实验是化学的基础。反应实验装置的设计是学生应逐步培养的能力。本节课是培养学生实验设计能力的一个很好地平台，由于是高中第一节实验探究课，需要结合学生在初中学习到的一些实验装置的知识，把已经学过的零散的知识进行整合，进一步提升学生的实验能力。3.学生情况分析 学生在初中已经见过一些实验装置，比如O2、H2、CO2的实验室制法，简单的性质实验，具备了完成化学实验的基本思路和方法，具备设计简单实验的能力。这些知识都是本节课探究性学习的前提和基础。在教学过程中，本着以学生为主体，使学生成为知识的积极构建者，主要采用让学生设计实验的方式，注重学生的能力发展。 4.教学目标设计 (1)基本目标 知识与技能目标： 1.了解铁与水蒸气反应的原理 2.设计出简单可行的铁与水蒸气的反应装置 3.培养学生动手能力、观察实验、分析实验的能力，解决实际问题
的能力。 过程与方法目标：1.采用实验探究法，在复习反应装置的过程中，引导学生学习科学方法，提高学生科学探究能力，充分挖掘学生的潜能，发展学生的个性和特长。 2.在教学过程中训练思维的严密性、逻辑性，培养学生分析、推理、归纳、总结的能力及小组合作能力。 情感态度与价值观目标： 1.培养学生积极思考、勇于探索的优良品质。 2.培养学生重视实验的科学态度和对学科实验的兴趣。 (2)发展性目标 以课本实验为依据，培养学生实验设计能力，培养学生良好的解决问题的思维习惯和提高学生的实验操作水平。 (3)教学重点的分析与确定 铁与水蒸气的反应是以科学探究的形式呈现的，引导学生合作设计铁与水蒸气反应的实验装置，并进行方案评价。由此确定教学重点：铁与水蒸气反应的装置设计。 (4)教学难点的分析与确定 水蒸气制备，氢气的检验等这些基本实验学生在初中已有所认识，如何将已学的知识串在一起，形成比较系统的知识体系，成功地完成铁与水蒸气的反应是一难点。 5.教学过程设计 (1)教学流程图：如右图。
铁粉与水蒸气反应实验的再设计 一、原实验存在的缺陷 人教版必修1课本中采用湿棉花作为水蒸气源，用带灯罩的酒精灯加热还原铁粉的反应，较旧教材中采用加热 水至沸腾，用酒精喷灯加热铁粉反应的实验在安全性，简 易性方面有了很大改善，但仍存在以下不足：①加热还原 铁粉时，由于棉花中含水量较少，铁粉还未达到反应的温 度时，棉花中的水蒸气早已溢出，无法与铁粉充分反应② 由于试管口略向下倾斜，将棉花放在试管底部时，棉花中 的水过早向下流动冲走铁粉，也易炸裂试管③反应时间过 长，现象不明显。针对上述问题，我对本实验进行了再设 计。 二、实验仪器和实验药品 实验仪器：铁架台、导气管、单孔橡皮塞、试管、湿棉花、 蒸发皿、酒精灯（带灯罩）、小木棒 实验药品：铁粉、肥皂水 三、实验步骤 1、取一支稍大一些的试管，在试管底部装入一团湿棉花， 在试管中部装入稍过量的铁粉，再在试管口用一带导管 的单孔橡皮塞塞住。将试管固定在铁架台上，使试管口 略向下倾斜。另取一蒸发皿，放入肥皂水待用。 2、用带灯罩的酒精灯先加热试管中部铁粉堆积的部位，
30s~40s后再用另一带灯罩的酒精灯加热试管底部棉花 部位，加热时铁粉红热，刚开始导管插入蒸发皿的肥皂 水中出现很多气泡，但这不是氢气泡而是空气泡。大约 两分钟左右，用小木棒点燃肥皂泡，可听到明显的爆鸣 声。 四、实验装置图 铁粉与水蒸气反应实验装置图 五、本实验的优点 1、铁粉稍过量使反应充分，迅速。 2、采用两个带灯罩的酒精灯分别加热，先加热铁粉，待接 近反应温度时再加热湿棉花，使铁粉可以迅速与溢出的 水蒸气充分反应，避免了水蒸气过早溢出或迟迟不溢出 的情况。 3、节省了反应的时间，现象很明显。
铁与水蒸气反应实验条件的探究 摘要：人教版化学必修１中铁粉与水蒸气反应的实验装置虽然简单易操作，但是实验成功率很低，实验现象不明显。在其他文献的基础上，对实验条件及产物的检验进行了探究，同样实验装置下操作简单，现象更加明显。 关键词：铁粉；水蒸气；实验改进 人教版必修ⅰ中采用湿棉花作为水蒸气源，用酒精灯加热还原铁粉的反应，并通过氢气肥皂泡检验氢气的产生［１］。在中学教学过程中发现，该实验装置（如图１）虽然操作简单，但是实验成功率很低，实验现象很难达到如课本彩图中效果，本文在其他文献的基础上，对实验条件及产物的检验进行了探究，同样实验装置下操作简单，现象更加明显。 一、存在的问题 １．水蒸气的产生 教科书上用湿棉花中水的蒸发来产生水蒸气再与铁粉反应，经过实验发现用湿棉花产生水蒸气存在以下缺点： （１）湿棉花的水分易挥发。铁与水蒸气反应的温度为１１７３ｋ［２］，而水的沸点为３７３ｋ［２］，远远低于该实验的反应温度，因此，当铁粉处温度达到反应温度时，湿棉花中的水分早已挥发没有了，导致水蒸气量不足，产生的氢气量极少，现象不明显。（２）在加热过程中，湿棉花中的水会成滴流向试管中间加热部
位，由于试管中部温度较高，很易导致试管炸裂，实验不安全。２．产物的检验 教材中用点燃氢气泡的方式来检验产物是否为氢气，在实际操作过程中发现，由于产生的氢气量少，气泡很难被点燃，实验过程中也鲜有淡蓝色的火焰，无法检验产生的是氢气。 由于湿棉花中的水分挥发较快，在文献中，有用给装有水的烧瓶或大试管加热［３］，以提供持续稳定的水蒸气流，作为水蒸气的发生装置，但是由于产生的水蒸气过多水蒸气流较大，易导致试管炸裂，且导致产生的氢气浓度下降，现象也不明显。 对此实验很多教师都给予了关注，大多都是对水蒸气的产生进行了改进，采用固－固加热的实验装置，即用一种在加热条件下能产生或提供持续水蒸气流的固体与铁粉混合，在加热条件下反应，由固体受热提供水蒸气再与铁粉反应效果较好。实验装置如图２所示。文献主要选取了以下几种固体：湿沙子［４］，湿粉笔头［５］，硫酸铜晶体［６］，氢氧化钙固体［６］经过查阅文献及实际操作验证：选用氢氧化钙和铁粉混合加热时实验现象明显，安全性高，效果最好。 二、实验改进 １．对实验产物检验的改进 教材中用点燃氢气泡的方式来判断是否产生了氢气，在实际操作过程中发现，由于气体量少，气泡很难被点燃，也看不见淡蓝色火
第三课时科学探究：铁和水蒸气的反应三维目标 知识与技能 （1）了解铁与水蒸气反应的原理 （2）设计出简单可行的铁与水蒸气的反应装置，完成铁与水蒸气反应实验 过程与方法 （1）培养学生查找、阅读资料的能力 （2）通过铁粉与水蒸气的实验设计，培养学生实验设计和实验操作能力 （3）通过对问题的讨论，培养学生积极思考，培养学生的创新能力。 情感、态度与价值观 （1）让学生体会到设计并完成实验的成功感，增加学生学习化学的兴趣 （2）培养学生发现问题的意识 教学重点：铁与水蒸气反应的条件 教学难点：如何成功地完成铁与水蒸气的反应 教学方法：实验探究法 【引入】 生活中用铁锅、铝壶烧水，铁、铝和热水不反应，但能否与水蒸气反应？今天我们一起研究铁和水蒸气反应。铁和水蒸气反应以往是演示实验，难度非常大，老师做这个实验也很难成功，希望今天大家能帮出老师解决这个难题。 【实验探究活动过程】： 1、引导学生知道铁粉与水蒸气反应的原理。 2、引导学生找出铁粉与水蒸气的反应条件和装置组成： （1）反应条件：红热的铁粉与水蒸气
（2）装置组成： a、水蒸气发生装置 b、水蒸气与铁粉反应装置 c、检验产生的气体装置 实验现象：。 化学方程式: 。 注意：1. 要保证水蒸气和铁粉反应，铁粉和冷水和热水都不反应。 2. 使用酒精喷灯有一定的危险，可以使用加防风罩的酒精灯 代替。 【讲解】一个好的实验设计要求必须遵循以下四个基本原则： 1、科学性——实验原理、实验操作程序和方法必须正确。 2、安全性——尽量避免使用有毒药品和进行具有一定危险性的实验操 作。 3、可行性——实验所选用的药品、仪器、设备和方法等在中学现有实验 条件下能够满足。 4、简约性——方案简单易行，应采用简单的实验装置，用较少的步骤和 药品，并能在较短的时间内完成实验。 【探究活动1】你能否借鉴书本的设计装置自己设计一套简单实验装置？（请个小组同学交流探讨，并展示出壶本组的成果）
铁与水蒸气反应的实验改进 李磊 (华东师范大学松江实验高级中学，上海 201620) 摘要：铁与水蒸气的反应的实验利用硫和铁反应放出的热量加速铁和水蒸气的反应，缩短反应时间，提高课堂效率。在铁粉上放置铁丝便于Fe3+的检验，避免过量铁粉与Fe3+的反应，影响显色反应的效果。 关键词：Y型管、铁丝、水、铁粉和硫粉 化学是一门以实验为基础的学科，化学实验在化学教学中起着重要的作用，教师充分运用实验可以使化学知识清楚明了，同时能为学生提供更加直观的感受，能将比较抽象的知识通过感官强烈地传递给学生，让学生多种途径获得知识，增强学生对知识的理解和记忆以及激发学生学习的主观能动性。 铁与水蒸气的反应来源于沪科版高二化学第八章第一节《应用广泛的金属材料—钢铁》，教材无演示实验，学生对铁和水反应产物认识不够深刻，体现在铁的氧化物是三种的哪一种辨识度不高，反应产生氢气无直观认识。为了增加课堂学生的参与度，使学生利用多种感官学习这部分知识，笔者查阅人民教育出版社化学1铁与水蒸气的反应的实验。 人教版教材中使用在大试管，在其末端放置湿棉 花，中间放置铁粉，用酒精灯加热铁粉，将产生的气 体通入肥皂液中，点燃肥皂泡检验氢气。通过多次探 究，笔者发现该实验存在一定问题。 1.问题的提出 该实验存在以下问题： ①水源问题：用湿棉花提供水源，水量较少，加热后棉花易变黑。 ②时间问题：酒精灯加热，耗时长，课堂效率低。 ③四氧化三铁的检验问题：取反应后的固体于试管中，加入盐酸和硫氰化钾后，血红色不明显。究其原因是因为反应后的固体中含有大量未参加反应的铁粉，铁粉和四氧化三铁无法分离，将Fe3+被还原为Fe2+。不能向学生展示Fe3+的检验结果，使实验的作用没有得到充分的发挥。 为了解决上述问题，我们对此实验进行了探究和改进。 2.关键问题的解决方案 ①提供足量水源，用Y型管代替大试管
重难点四 铁与水蒸气反应 【要点解读】 【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Fe 3O 4。 （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H 2]，铁只能与水蒸气在高温下反应。 【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Fe 3O 4和H 2．下列有关该反应的说法正确的是( ) A ．H 2O 是还原剂 B ．Fe 被氧化 C ．H 2O 发生氧化反应 D ．Fe 得到电子 【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_______________。
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H 2 SO 4 ，先出现沉淀，后沉淀溶解 C．向FeCl 2溶液中加入几滴KSCN溶液，溶液变为血红色，则FeCl 2 溶液完全变质 D．铝在空气中耐腐蚀，所以铝是不活泼金属2．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FeSO 4溶液中加入NaOH溶液，充分振荡后，可以制得Fe(OH) 2 ④铝制品在生活中被广泛使用，说明铝是一种不活泼的金属 ⑤Al 2O 3 的熔点很高，是一种较好的耐火材料 A．①② B．②⑤ C．①⑤ D．③④ 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：______________________________ _____________。 4．用如图装置进行铁粉在高温下与水蒸气反应的实验，并用简单的方法收集、检验生成的氢气。请回答下列问题： （1）写出铁在高温下与水蒸气反应的化学方程式： _______________________________________________ _____________________。 （2）干燥管C内盛放的药品是________。干燥管的 ________(填“m”或“n”)端与导管口 g 相连接。 （3）若收集到标准状况下的H 2 为22.4 L，则参加反应的铁粉的质量为________g。 （4）当固体质量增加32 g时，生成H 2 的质量为________g。 重难点四铁与水蒸气反应
一、氢氧化亚铁的制备实验的改进 根据下述实验装置和操作，回答有关问题． 按图中所示装置，用两种不同操作分别进行实验，观察B管中现象． （1）操作1：先夹紧止水夹a，再使A管开始反应．实验中在B管中 观察到的现象是：_______________________________________。 B管中发生反应的离子方程式是：____________________________。 （2）操作2：打开止水夹a，使A管开始反应一段时间后再来夹紧止水夹a．实验中在B 管中观察到的现象是：____________________________________________________。 B管中发生反应的离子方程式是：_____________________________________。 请说明造成两种操作现象不同的原因，（若两种现象相同，此小题不需要回答）_____________________________________________。 二、铁及其化合物的部分性质 (17分)某同学利用下图所示的实验装置进行铁跟水蒸气反应的实验,并继续研究铁及其化合物的部分性质。 请回答下列问题: （1）硬质试管中发生反应的化学方程式为。 （2）该同学欲确定反应一段时间后硬质试管中固体物质的成分,设计了如下实验方案: ①待硬质试管冷却后,取少许其中的固体物质溶于稀硫酸得溶液B; ②取少量溶液B滴加KSCN溶液,若溶液变红色则说明硬质试管中固体物质的成分是(只有一个选项符合题意) ,若溶液未变红色则说明硬质试管中固体 物质的成分是(只有一个选项符合题意) 。 A．一定有Fe3O4,可能有Fe B．只有Fe(OH)3C．一定有Fe3O4和Fe D．一定有Fe(OH)3,可能有Fe E.只有Fe3O4 （3）该同学按上述实验方案进行了实验,结果溶液未变红色,原因是（用离子方程式表示）。 （4）该同学马上另取少量溶液B,使其跟NaOH溶液反应。若按下图所示的操作,可观察到生成白色沉淀,迅速变成灰绿色,最后变成红褐色的现象,请写出与上 述现象相关的反应的化学方程式。 （5）一段时间后,该同学发现（3）中未变红的溶液变成红色,说明Fe2+具有性。由此可知,实验室中含Fe2+的盐溶液需现用现配制的原因 是，并且配制含Fe2+的盐溶液时应加入少量。 （6）乙同学为了获得持久白色的Fe(OH)2沉淀，准备用右图所示装置，用不含O2的蒸馏水配制的NaOH溶液与新制的FeSO4溶液反应。获得不含O2的蒸馏 水的方法是______________。反应开始时，打开止水夹的目的是___________________________________；一段时间后，关闭止水夹，在试管_______（填“A”或“B”）中观察到白色的Fe(OH)2
高中化学复习知识点：铁与水蒸气的反应 一、单选题 1．铁粉与水蒸气反应的装置如图所示，有关该反应的说法正确的是（） A．该反应属于复分解反应 B．网罩的作用是集中火焰，提高温度 C．湿棉花的作用是给试管降温，防止炸裂 D．铁与水蒸气在高温下的反应产物为Fe2O3和H2 2．用如图所示装置进行Fe与水蒸气反应的实验，下列有关说法不正确 ．．．的是 A．装置A的作用是为实验提供持续不断的水蒸气 B．装置B中反应的化学方程式是2Fe+3H2O Fe2O3+3H2↑ C．装置C中加入的固体干燥剂可能是碱石灰 D．点燃D处的气体前必须检验气体的纯度 3．已知一定条件下A、B、C、D之间的转化关系如右图所示。下列说法正确的是
A．若A为Fe，D为氢气，则B一定为酸 B．若A、D为化合物，B为水，则C一定是气体单质 C．若A、B、C、D均为化合物，该反应一定属于复分解反应 D．若A、B、C、D均为10电子微粒(分子或离子)，且C是可使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体，则D常温下一定呈液态 4．关于铁及其化合物下列说法正确的是 A．铁是地壳含量最高的金属元素 B．四氧化三铁是一种红棕色难溶于水的固体 C．铁与灼热水蒸气反应生成氧化铁和氢气 D．铁在氯气蒸汽中燃烧可生成FeCl3 5．生活中的一些问题常涉及化学知识，下列叙述正确的是（） ①使用明矾可软化硬水；②硫酸钡难溶于水和酸，可做X光透视肠胃的药剂；③铁制品在干燥的空气中容易生锈；④医疗中消毒用的酒精是75%的酒精；⑤燃料油和植物油都是同一种物质；⑥福尔马林是混合物，可用来制作生物标本。 A．①②③B．②③⑥C．①③⑤D．②④⑥ 6．化学实验中，有时会用到棉花，下列仪器中棉花的用途明显不同的是： A．B． C．D． 7．用如图装置（夹持、加热装置已略）进行实验，有②中现象，不能证实①中反应发生的是（）
《铁和水蒸气反应后固体产物的探究》教学设计 霍邱一中江明 在新课程理念指导下，以学生为主体，以教师为主导，充分运用多媒体手段，积极调动学生的思维，引导学生深入对教材的挖掘，化结果为过程，突出研究性学习的思维方法，并充分展现化学实验在科学研究过程中的魅力，融素质教育与创新教育于一体，这就是我设计“铁和水蒸气反应固体产物的探究”的实质所在。其具体理念和操作步骤如下： 一、教材分析 1.地位和功能 本节课的内容是人教版化学教材必修一铁的性质一节的教学内容。铁与水的反应是铁的化学性质中的一个重要反应。教材在学习了活泼金属钠与水的反应后提出了铁是否与水蒸气反应的疑问，目的在于让同学们通过本节课的学习在获得结论的同时，体验科学探究的过程，了解科学探究的方法。因此这节课是培养学生实验设计能力的一个很好地平台，由于是高中第一节实验探究课，需要结合学生在初中学习到的一些实验装置的知识，把已经学过的零散的知识进行整合，进一步提升学生的实验能力。 2.教学目标 知识与技能：了解铁与水蒸气反应的原理，设计出简单可行的铁与水蒸气的反应后固体产物的探究方案。 过程与方法：在探究铁与水蒸气反应固体产物的过程中培养学生对了解未知事物的分析能力和实验操作能力。 情感态度与价值观：在学生互评铁与水蒸气反应产物的探究方案的过程中培养学生发现问题的能力；在小组协作完成实验探究中培养学生的团队协作意识；在完成实验方案及实验的过程中体验到成功感，增强学习化学，探究化学的兴趣。 3.教学重难点 教学重点：铁与水反应的条件；铁与水蒸气反应固体产物实验探究方案的设计及其试验流程。 教学难点：依据实验目标完成反应固体产物的探究能力。 二、学情分析 这个实验的难度非常大对于现在刚进入高中的学生来说，这个时刻还不具备铁及铁的化合物的相关的知识储备，让学生在通过自学老师所补充的相关的化学知识的储备，来设计这个对学生们来说其实验难度就更大，但经过初中化学的学习，同学们也只是对于简单实验的基本操作掌握得还可以，只是没有实验设计的经历，可能会对化学实验设计产生畏难情绪，但他们有很高的学习热情。因此引导学生从水蒸气的产生，铁粉与水蒸气的反应，反应物的检验等环节讨论实验装置的设计。对于反应产物的检验，学生现阶段只具备铁的简单知识，对铁的氧化物的种类及其性质并不清楚，这时让学生在观察过演示实验后进行探究，就需要对其进行提示和补充。 三、教学方法 以问题的形式将学生的注意力转移到整个教学活动中，搭建知识平台，发挥教师的导向作用。采用的方法包括：归纳和推理；问题探究；启发诱导；质疑反驳；发放讨论；创造性情景设计；矛盾分析法；一分为二的分析法。在铁与水的教学过程中存在如下四个问题。第一，铁与水的条件能否由学生根据已有的知识自我推理出来？第二，如何引导学生根据已有的知识对上述反应的产物进行推理和预测？第三，如何引导学生设计实验方案和实验装置来验证上述推理和设计？第四，如何引导学生通过对实验现象的观察和分析来确定实验产物？针对上述这些问题，我认为可以采用层层设问的问题导向探究型教学模式进行突破。 四、学习方法 学生在初中已经见过一些简单物质的检验方法，比如H2的实验室验证的方法，H2可以发出轻微的爆