Question

【題目】在高溫下，鐵與水蒸氣能發(fā)生反應(yīng)生成一種常見的鐵的氧化物和一種氣體。某興趣小組進行如下探究。

（1）探究氣體的成分。

【查閱資料】堿石灰是氧化鈣和氫氧化鈉的混合物；硫酸銅是白色，易吸水。

【推斷與探究】小明根據(jù)化學(xué)知識推斷生成的氣體時氫氣，為了使同學(xué)們信服，他按ABCEDE的

順序連接好實驗儀器進行試驗驗證，他在裝置D、裝置D右邊的裝置E中觀察到的現(xiàn)象分別是_________________、_________________。在裝置C、D之間的裝置E的作用是______________________。

裝置A中的碎瓷片的作用是______________________。

（2）探究B裝置中剩余固體成分。

【查閱資料】

①四氧化三鐵能與鹽酸反應(yīng)生成氯化亞鐵、氯化鐵和水。

②氯化鐵能與鐵反應(yīng)生成氯化亞鐵。

③氧化亞鐵和氧化鐵不能被磁鐵吸引，鐵和四氧化三鐵能被磁鐵吸引。

【初步探究】裝置中剩余固體全部是黑色的，并且都能被磁鐵吸引。

【猜想與假設(shè)】

猜想1：固體成分是四氧化三鐵；

猜想2：______________________

【探究與結(jié)論】小華取少量黑色固體于試管中，加入足量的稀鹽酸，她認為若固體全部溶解，沒有氣泡冒出，則猜想1正確；若固體全部溶解，有氣泡冒出，則猜想2正確。

鐵與水蒸氣反應(yīng)的化學(xué)方程式為_________________________。

【反思與拓展】①小張根據(jù)查閱資料所得的信息分析得出：“小華取少量黑色固體于試管中，加入足量的稀鹽酸，她認為若固體全部溶解，沒有氣泡冒出，就認為剩余固體是四氧化三鐵”的結(jié)論是錯誤的。他的理由是________________。

②若將若將B裝置中剩余的黑色固體20.3g，經(jīng)過一系列轉(zhuǎn)化，全部變?yōu)檠趸�鐵（設(shè)轉(zhuǎn)化過程中鐵元素?zé)o損耗），增加的質(zhì)量為x，則x的取值范圍為___________________。

Answer 1

【答案】 D中黑色固體逐漸變?yōu)樽霞t色 E中白色固體逐漸變?yōu)樗{色 驗證水蒸氣是否被除盡 防止爆沸 固體成分是鐵和四氧化三鐵的混合物 四氧化三鐵能與鹽酸反應(yīng)生成氯化鐵，如果鐵粉量較少，氯化鐵會把鐵粉反應(yīng)掉，生成氯化亞鐵，沒有氣泡生成 0.7g≤x＜8.7g

【解析】根據(jù)所學(xué)知識和題中信息知，在高溫下，鐵與水蒸氣能發(fā)生反應(yīng)生成一種常見的鐵的氧化物和一種氣體。（1）探究氣體的成分�！静殚嗁Y料】堿石灰是氧化鈣和氫氧化鈉的混合物；硫酸銅是白色，易吸水�！就茢嗯c探究】按ABCEDE的順序連接好實驗儀器進行試驗驗證，在裝置D、裝置D右邊的裝置E中觀察到的現(xiàn)象分別是. D中黑色固體逐漸變?yōu)樽霞t色。 E中白色固體逐漸變?yōu)樗{色。 在裝置C、D之間的裝置E的作用是驗證水蒸氣是否被除盡。裝置A中的碎瓷片的作用是防止爆沸 。（2）探究B裝置中剩余固體成分�！静殚嗁Y料】①四氧化三鐵能與鹽酸反應(yīng)生成氯化亞鐵、氯化鐵和水。

②氯化鐵能與鐵反應(yīng)生成氯化亞鐵。③氧化亞鐵和氧化鐵不能被磁鐵吸引，鐵和四氧化三鐵能被磁鐵吸引。【初步探究】裝置中剩余固體全部是黑色的，并且都能被磁鐵吸引�！静孪肱c假設(shè)】猜想1：固體成分是四氧化三鐵；猜想2：固體成分是鐵和四氧化三鐵的混合物�！咎骄颗c結(jié)論】小華取少量黑色固體于試管中，加入足量的稀鹽酸，她認為若固體全部溶解，沒有氣泡冒出，則猜想1正確；若固體全部溶解，有氣泡冒出，則猜想2正確。

鐵與水蒸氣反應(yīng)的化學(xué)方程式為3Fe＋4H2O Fe3O4＋4H2↑�！痉此寂c拓展】①小張根據(jù)查閱資料所得的信息分析得出：“小華取少量黑色固體于試管中，加入足量的稀鹽酸，她認為若固體全部溶解，沒有氣泡冒出，就認為剩余固體是四氧化三鐵”的結(jié)論是錯誤的。他的理由是四氧化三鐵能與鹽酸反應(yīng)生成氯化鐵，如果鐵粉量較少，氯化鐵會把鐵粉反應(yīng)掉，生成氯化亞鐵，沒有氣泡生成。②若將若將B裝置中剩余的黑色固體20.3g，經(jīng)過一系列轉(zhuǎn)化，全部變?yōu)檠趸�鐵（設(shè)轉(zhuǎn)化過程中鐵元素?zé)o損耗），增加的質(zhì)量為x，則x的取值范圍為∶0.7g≤x＜8.7g。

點睛∶本題主要考查探究物質(zhì)的成分。