Question

【題目】（8分）常溫下沒(méi)有氧氣存在時(shí)，鐵與水幾乎不反應(yīng)，但高溫下，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_______________。

（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______________。

（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

【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Fe與Fe3O4；猜想二：剩余固體是_____________

【實(shí)驗(yàn)探究】

實(shí)驗(yàn)操作	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及結(jié)論

【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】鐵和水蒸氣反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)________________________________。

【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(shè)】猜想二：剩余固體是Fe3O4

【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Fe與Fe3O4。

【實(shí)驗(yàn)結(jié)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(yīng)后的產(chǎn)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(shuō)明該氣體具有可燃性；有肥皂泡飄到空中，說(shuō)明該氣體的密度比空氣小，依據(jù)質(zhì)量守恒定律化學(xué)反應(yīng)前后元素的質(zhì)量不變，故生成的氣體是氫氣；

【猜想與假設(shè)】根據(jù)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(shí)驗(yàn)探究】要驗(yàn)證黑色固體中是否含有鐵，可根據(jù)鐵的性質(zhì)來(lái)驗(yàn)證，鐵能與稀鹽酸反應(yīng)生成氫氣，故可向黑色固體中加入稀鹽酸或稀硫酸，若產(chǎn)生氣泡，則說(shuō)明含有鐵，若沒(méi)有氣泡，則說(shuō)明黑色固體中只有四氧化三鐵；

【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可知，鐵與水蒸汽反應(yīng)生成的是四氧化三鐵和氫氣：3Fe+4H2OFe3O4+4H2；

【反思與交流】根據(jù)資料可知氧化鐵是紅棕色粉末，故不是氧化鐵。