Question

某人設(shè)計(jì)了右圖所示的實(shí)驗(yàn)．實(shí)驗(yàn)操作及現(xiàn)象如下：
點(diǎn)燃酒精燈對(duì)著試管中的鐵粉部分加熱，待蒸發(fā)皿中有大量肥皂泡出現(xiàn)時(shí)，用燃著的木條靠近肥皂泡，發(fā)出“啪啪”的爆鳴聲．
請(qǐng)根據(jù)實(shí)驗(yàn)回答下列問題．
（1）試管中發(fā)生反應(yīng)的反應(yīng)物是（注明狀態(tài)）______．
（2）試管中的鐵粉轉(zhuǎn)變?yōu)橐环N黑色的由兩種元素組成的固態(tài)化合物，經(jīng)測(cè)定，該化合物中鐵元素與另一種元素的質(zhì)量比為21：8．則固體產(chǎn)物是（寫化學(xué)式）______．
（3）綜合（1）、（2），寫出試管中發(fā)生的反應(yīng)的化學(xué)方程式：______．

Answer 1

解：（1）根據(jù)反應(yīng)產(chǎn)生可燃性氣體的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，結(jié)合試管內(nèi)為水和鐵粉兩種物質(zhì)且兩者并未直接接觸，利用質(zhì)量守恒定律可推斷出：在加熱條件下鐵粉與管內(nèi)的水蒸氣反應(yīng)產(chǎn)生了具有可燃性的氫氣；因此試管中發(fā)生反應(yīng)的反應(yīng)物應(yīng)為鐵粉與水蒸氣；
（2）根據(jù)質(zhì)量守恒定律，可判斷鐵粉與水反應(yīng)除生成氫氣外，所產(chǎn)生的一種黑色的由兩種元素組成的固態(tài)化合物應(yīng)為鐵的氧化物；利用該化合物中鐵元素與另一種元素的質(zhì)量比為21：8，可計(jì)算該化合物中鐵、氧兩種元素的原子個(gè)數(shù)比=：=3：4，故固體產(chǎn)物的化學(xué)式為Fe₃O₄；
（3）綜合以上分析可得知，在加熱條件下鐵粉與水蒸氣發(fā)生反應(yīng)生成四氧化三鐵和氫氣，反應(yīng)的化學(xué)方程式為3Fe+4H₂O_（氣）Fe₃O₄+4H₂；
故答案為：
（1）鐵粉和水蒸氣[或Fe（固）和H₂O（氣）]
（2）Fe₃O₄
（3）3Fe+4H₂O_（氣）Fe₃O₄+4H₂
分析：根據(jù)用燃著的木條靠近肥皂泡時(shí)發(fā)出爆鳴聲的現(xiàn)象，由反應(yīng)的裝置圖可知試管內(nèi)盛有鐵粉與水，隨著水的蒸發(fā)，被加熱的鐵粉與水蒸氣接觸而發(fā)生反應(yīng)，根據(jù)化學(xué)變化前后元素種類不變，可推斷可燃性氣體應(yīng)為氫氣．再利用對(duì)另一種生成物的相關(guān)描述，利用元素質(zhì)量比及相對(duì)原子質(zhì)量，通過計(jì)算化合物中原子個(gè)數(shù)比，確定該黑色固體為四氧化三鐵，從而判斷出試管內(nèi)所發(fā)生的反應(yīng)．
點(diǎn)評(píng)：利用質(zhì)量守恒定律，根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象對(duì)所發(fā)生的反應(yīng)進(jìn)行推斷，然后結(jié)合化學(xué)式的計(jì)算技能確定生成物，從而完成對(duì)反應(yīng)的分析與判斷；體現(xiàn)出知識(shí)的靈活運(yùn)用與分析問題的能力．