Question

18．高溫下，鐵與水蒸氣能反應(yīng)生成一種常見(jiàn)鐵的氧化物和一種氣體．小明很好奇，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)濕棉花的目的是提供水蒸氣．
（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(shuō)明生成的氣體是氫氣，寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式2H₂+O₂$\frac{\underline{\;點(diǎn)燃\;}}{\;}$2H₂O．
（3）探究試管中剩余固體成分是什么？
【查閱資料】

常見(jiàn)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
與鹽酸反應(yīng)的產(chǎn)物	FeCl2+H2O	FeCl3+H2O	FeCl2+FeCl3+H2O

實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)為黑色固體，它不可能是Fe₂O₃，理由是Fe₂O₃是紅色的．
【猜想與假設(shè)】猜想一：剩余固體是FeO或FeO和鐵粉；猜想二：剩余固體是Fe₃O₄或Fe₃O₄和鐵粉．
【初步驗(yàn)證】試管中剩余固體為黑色，能全部被磁鐵吸引
【實(shí)驗(yàn)探究】

實(shí)驗(yàn)操作	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及結(jié)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(méi)有氣泡冒出，剩余固體是Fe3O4． 若固體全部溶解，有氣泡冒出，剩余固體是鐵粉和四氧化三鐵的混合物．

【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】鐵和水蒸氣反應(yīng)的化學(xué)方程式為3Fe+4H₂O$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Fe₃O₄+4H₂．

Answer 1

分析 實(shí)驗(yàn)探究題是近幾年中考的熱點(diǎn)之一，它包括實(shí)驗(yàn)方法和過(guò)程的探究，實(shí)驗(yàn)結(jié)論和實(shí)驗(yàn)規(guī)律的探究等．本題通過(guò)實(shí)驗(yàn)資料和實(shí)驗(yàn)分析，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(shuō)明生成的氣體是氫氣，因?yàn)闅錃饩哂锌扇夹裕瑲錃夂脱鯕庠邳c(diǎn)燃的條件下生成水，配平即可；實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)為黑色固體，它不可能是Fe₂O₃，理由是Fe₂O₃是紅色的；實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)為黑色固體，鐵粉、氧化亞鐵、四氧化三鐵都是黑色的，因此猜想一：剩余固體是FeO或FeO和鐵粉；猜想二：剩余固體是Fe₃O₄或Fe₃O₄和鐵粉；初步試驗(yàn)：試管中剩余固體為黑色，能全部被磁鐵吸引，說(shuō)明沒(méi)有氧化亞鐵；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(méi)有氣泡冒出，剩余固體是四氧化三鐵；若固體全部溶解，有氣泡冒出，剩余固體是鐵粉和四氧化三鐵的混合物；因此鐵和水蒸氣在高溫的條件下生成四氧化三鐵和氫氣，配平即可．

解答 解：（2）本題通過(guò)實(shí)驗(yàn)資料和實(shí)驗(yàn)分析，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(shuō)明生成的氣體是氫氣，因?yàn)闅錃饩哂锌扇夹�，氫氣和氧氣在點(diǎn)燃的條件下生成水，配平即可；故答案為：氫氣；2H₂+O₂$\frac{\underline{\;點(diǎn)燃\;}}{\;}$2H₂O；
（3）【查閱資料】實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)為黑色固體，它不可能是Fe₂O₃，理由是Fe₂O₃是紅色的；故答案為：Fe₂O₃是紅色的；
【猜想與假設(shè)】故實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)為黑色固體，鐵粉、氧化亞鐵、四氧化三鐵都是黑色的，因此猜想一：剩余固體是FeO或FeO和鐵粉；猜想二：剩余固體是Fe₃O₄或Fe₃O₄和鐵粉；答案為：FeO或FeO和鐵粉；Fe₃O₄或Fe₃O₄和鐵粉；
【實(shí)驗(yàn)探究】取少量黑色固體于試管中，加入足量的稀鹽酸，若固體全部溶解，沒(méi)有氣泡冒出，剩余固體是四氧化三鐵；若固體全部溶解，有氣泡冒出，剩余固體是鐵粉和四氧化三鐵的混合物；故答案為：稀鹽酸；Fe₃O₄；鐵粉和四氧化三鐵的混合物；
【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】鐵和水蒸氣在高溫的條件下生成四氧化三鐵和氫氣，配平即可，故答案為：3Fe+4H₂O$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Fe₃O₄+4H₂；

點(diǎn)評(píng) 本考點(diǎn)既考查了實(shí)驗(yàn)步驟的設(shè)計(jì)，又考查了化學(xué)方程式的書寫，還對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了評(píng)價(jià)，綜合性比較強(qiáng)．實(shí)驗(yàn)探究題是近幾年中考的熱點(diǎn)之一，它包括實(shí)驗(yàn)方法和過(guò)程的探究，實(shí)驗(yàn)結(jié)論和實(shí)驗(yàn)規(guī)律的探究等．本題通過(guò)實(shí)驗(yàn)資料和實(shí)驗(yàn)分析，得到了正確的結(jié)論，屬于結(jié)論性探究．同學(xué)們要具體分析，綜合掌握．