Question

【題目】（8分）常溫下沒有氧氣存在時，鐵與水幾乎不反應，但高溫下，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，設計如下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）探究生成的氣體是什么？

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。說明生成的氣體是______________。

（3）探究試管中剩余固體成分是什么？

【查閱資料】

常見鐵的氧化物	FeO	Fe2O3	Fe3O4
顏色、狀態	黑色粉末	紅棕色粉末	黑色晶體
能否被磁鐵吸引	否	否	能

【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Fe與Fe3O4；猜想二：剩余固體是_____________

【實驗探究】

實驗操作	實驗現象及結論

【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】（1）提供水蒸氣 （2）H2

（3）【猜想與假設】猜想二：剩余固體是Fe3O4

【實驗探究】

實驗操作	實驗現象及結論
取少量黑色固體于試管中，加入足量的稀鹽酸	若固體全部溶解，沒有氣泡冒出，剩余固體是Fe3O4。若固體全部溶解，有氣泡冒出，剩余固體是Fe與Fe3O4。

【實驗結論】3Fe+4H2OFe3O4+4H2

【反思與交流】Fe2O3紅棕色粉末

【解析】

試題分析：（1）探究鐵粉與水蒸氣反應后的產物，濕棉花是提供水蒸汽；

（2）用燃著的木條靠近肥皂泡，有爆鳴聲，說明該氣體具有可燃性；有肥皂泡飄到空中，說明該氣體的密度比空氣小，依據質量守恒定律化學反應前后元素的質量不變，故生成的氣體是氫氣；

【猜想與假設】根據資料，鐵的氧化物中只有四氧化三鐵能被磁鐵吸引，故可能是四氧化三鐵；

【實驗探究】要驗證黑色固體中是否含有鐵，可根據鐵的性質來驗證，鐵能與稀鹽酸反應生成氫氣，故可向黑色固體中加入稀鹽酸或稀硫酸，若產生氣泡，則說明含有鐵，若沒有氣泡，則說明黑色固體中只有四氧化三鐵；

【實驗結論】根據實驗現象可知，鐵與水蒸汽反應生成的是四氧化三鐵和氫氣：3Fe+4H2OFe3O4+4H2；

【反思與交流】根據資料可知氧化鐵是紅棕色粉末，故不是氧化鐵。