Question

【題目】在高溫條件下，鐵與水蒸氣能反應(yīng)生成一種常見鐵的氧化物和一種氣體。小莉很好奇，設(shè)計(jì)如下實(shí)驗(yàn)探究鐵粉與水蒸氣反應(yīng)后的產(chǎn)物。

（1）試管尾部放一團(tuán)濕棉花的目的是_____________________。

（2）探究生成的氣體是什么？

用燃著的木條靠近飄到空中的肥皂泡，

有爆鳴聲。說(shuō)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】（1）常見鐵的氧化物的物理性質(zhì)如下表：

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

（2）稀鹽酸（或稀硫酸）與鐵反應(yīng)產(chǎn)生氣體，與鐵的氧化物反應(yīng)沒有氣體產(chǎn)生。

【初步驗(yàn)證】試管中剩余固體為黑色，能全部被磁鐵吸引。

【猜想與假設(shè)】猜想一：剩余固體是Fe3O4；

猜想二：剩余固體是_____________。

【實(shí)驗(yàn)探究】根據(jù)猜想與假設(shè)，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案加以檢驗(yàn)。

實(shí)驗(yàn)操作	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	實(shí)驗(yàn)結(jié)論
____________________	_________	剩余固體是Fe3O4

【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】鐵和水蒸氣反應(yīng)的化學(xué)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】提供水蒸氣H2剩余固體是Fe和Fe3O4稀鹽酸（或稀硫酸）若固體全部溶解，沒有氣泡冒出3Fe+4H 2OFe3O4+4H2↑Fe2O3紅棕色粉末且不能被磁鐵吸引

【解析】

根據(jù)題目信息，在高溫條件下，鐵與水蒸氣能反應(yīng)，故濕棉花是提高水蒸氣；

肥皂泡能飄到空中，說(shuō)明該氣體的密度比空氣小；用燃著的木條靠近飄到空中的肥皂泡，有爆鳴聲，說(shuō)明該氣體具有可燃性。根據(jù)質(zhì)量守恒定律化學(xué)反應(yīng)前后元素的種類不變，結(jié)合該氣體的性質(zhì)可知該氣體是氫氣；

【猜想與假設(shè)】試管中剩余固體為黑色，能全部被磁鐵吸引。根據(jù)資料可知該剩余固體不是氧化亞鐵和氧化鐵，可能是四氧化三鐵；由鐵粉也是黑色的，它可能沒有完全反應(yīng)，也能被磁鐵吸引，故也可能是四氧化三鐵和鐵的混合物；

【實(shí)驗(yàn)探究】由于稀鹽酸（或稀硫酸）與鐵反應(yīng)產(chǎn)生氣體，與鐵的氧化物反應(yīng)沒有氣體產(chǎn)生，根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)論“剩余固體是四氧化三鐵”可知，向黑色固體中加入稀鹽酸，固體全部溶解，沒有氣泡冒出；

【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】鐵和水蒸氣反應(yīng)反應(yīng)生成四氧化三鐵和氫氣，反應(yīng)的化學(xué)方程式表示為：3Fe+4H 2OFe3O4+4H2↑ ；

【反思與交流】由于氧化鐵是黑色的，故不可能是氧化鐵。