Question

【題目】常溫下沒有氧氣存在時，鐵與水幾乎不反應，高溫下，鐵與水蒸氣能反應生成一種常見鐵的氧化物和一種氣體。小明很好奇，設計實驗探究鐵粉與水蒸氣反應后的產物。

（1）試管尾部放一團濕棉花的目的是________

（2）酒精燈火焰上加一個網罩的目的是________

（3）加熱一段時間后，同學們開始探究生成的氣體以及試管中剩余固體是什么?

①將燃著的木條靠近肥皂泡有爆鳴聲，且看到有肥皂泡飄到空中，說明生成的氣體是______，實驗剛開始產生的少許肥皂泡_______（填“會”或“不會”）往上飄，原因可能是________

②探究加熱一段時間后成分是什么?

（查閱資料）

（初步驗證）試管中剩余固體為黑色，能全部被磁鐵吸引。

（猜想與假設）猜想一:剩余固體是Fe3O4;猜想二:剩余固體是________。

（實驗探究）請設計一個實驗驗證猜想二成立，并完成下面的實驗報告

實驗操作	實驗現象	結論
取少量反應后的固體與試管中加入_______	______	猜想二成立

（實驗結論）鐵和水蒸氣反應的化學方程式為_________

（反思與交流）該黑色固體不可能是Fe2O3,理由是_________

Answer 1

【答案】反應提供水蒸氣 聚攏火焰提高溫度 氫氣 不會 開始產生的肥皂泡是試管中的空氣受熱膨脹逸出形成的，空氣密度較大，肥皂泡不會上飄。 Fe與Fe3O4 足量的鹽酸 固體全部溶解，有氣泡生成 3Fe+4H2O Fe3O4+4H2↑ Fe2O3紅棕色粉末且不能被磁鐵吸引

【解析】

（1）根據題中信息，反應物是水蒸氣和鐵，因此濕棉花的作用是為反應提供水蒸氣；

（2）酒精燈火焰上加網罩的目的是聚攏火焰提高溫度；

（3）①用燃著的木條靠近肥皂泡，有爆鳴聲，稍后有肥皂泡飄到空中，說明氣體的密度小于空氣密度。說明生成的氣體是氫氣；實驗剛開始產生的少許肥皂泡不會往上飄，原因可能是開始產生的肥皂泡是試管中的空氣受熱膨脹逸出形成的，空氣密度較大，肥皂泡不會上飄。

②猜想與假設：

能被磁鐵吸引的只有Fe與Fe3O4，猜想一Fe3O4；又不可能只有Fe沒有其他反應產物，猜想二是Fe與Fe3O4；

實驗探究：

鐵與稀鹽酸反應生成氯化亞鐵和氫氣，Fe3O4與稀鹽酸反應沒有氫氣生成。

實驗操作	實驗現象	結論
取少量反應后的固體與試管中加入足量的鹽酸	固體全部溶解，有氣泡生成	猜想二成立

實驗結論：根據“高溫下，鐵與水蒸氣能反應生成一種常見鐵的氧化物和一種氣體”和上述探究可知，鐵和水蒸氣反應生成四氧化三鐵和氫氣，反應的化學方程式為3Fe+4H2O Fe3O4+4H2↑；

反思與交流：

該黑色固體不可能是Fe2O3，理由是Fe2O3紅棕色粉末且不能被磁鐵吸引。