§6水蒸气与铁粉发生置换反应实验
原创作者：江苏省徐州市科技中学 李 敏
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高中化学教材上关于水蒸气与铁粉发生置换反应的实验很难做成（如图1所示）。分析其原因是水蒸气通过铁粉石棉绒时，把铁粉石棉绒的温度降低了许多，大量的水蒸气进入干燥球，致使干燥剂（无水氯化钙）变成糊状，反应不能进行。笔者做了如下改进实验就能顺利完成：
1 类教材上的装置示意图组装仪器（如图2所示）
在制取水蒸气的烧瓶上改加一只双孔橡胶塞，一个孔用
导管与装铁粉石棉绒的玻璃管连接，另一个孔装上玻璃导管，再连接5cm长的乳胶管，用弹簧夹夹住乳胶管。开始加热烧瓶和装铁粉石棉绒的玻璃管时，先把烧瓶上夹乳胶管的弹簧夹取下，让水蒸气排到空气中，当铁粉石棉绒被《高温防风酒精灯》烧成红热状态时，用弹簧夹夹住向空气中排水蒸气的乳胶管，大量水蒸气和铁粉石棉绒接触，水蒸气和铁粉发生置换反应，成功地完成实验。
此实验方法对教材上的方法作了两处改动：
① 制水蒸气的烧瓶上的胶塞改成双孔，待铁粉和石棉绒被加热成红热状态后，关闭向空气中排放水蒸气的导管，水蒸气进入玻管与铁粉接触，发生置换反应。（建议：装铁粉+石棉绒的玻管选用直径小一些的，升温快，热量集中，实验成功率高。）
② 把酒精喷灯改换为《高温防风酒精灯》，节省了余热喷灯的时间，避免了喷灯的呼啸声对课堂的干
扰。是个安全、无声的实验。
2 在教材上的装置示意图基础上作四处改动（如图3所示）
①把酒精喷灯改换为《高温防风酒精灯》使实验，时间大大缩短，全实验过程无声、安全。
②因为烧瓶太大，把水加热沸腾需要较长时间，改烧瓶为试管，试管上加双孔胶塞，一个孔用导管与装铁粉石棉绒的玻璃管连接，另一个孔装上玻璃导管，再连接5cm长的乳胶管，用弹簧夹夹住乳胶管。
③原示意图上干燥球里的干燥剂长时间使用容易成糊状，气体不能畅通。去掉干燥球，改向下排空气法收集氢气为排水法收集。
④装铁粉的玻璃管倾斜，可以避免水流到炽热的玻璃管上，玻璃管炸裂。
3 图4实验法与图2相似，结构更紧凑一些。
笔者按图1、2、3装置做该实验，2~3min左右即可顺利快速完成。成功的关键是先使铁粉获得高温再输入水蒸气，过早输入水蒸气会降低铁粉温度，致使实验失败。
▲ 探究实验设想提示
① 3Fe + 4H2O(g) → 4Fe3O4 + H2↑，如何证明有Fe3O4生成？
② 镁在沸水中燃烧；
③镁在水蒸气中燃烧。
