Question

【題目】某同學(xué)利用如圖所示實驗裝置進(jìn)行鐵與水蒸氣反應(yīng)的實驗，并對反應(yīng)后硬質(zhì)試管中固體物質(zhì)的組成進(jìn)行了探究。

請回答下列問題：

（1）硬質(zhì)試管中濕棉花的作用是________________。

（2）鐵與水蒸氣的反應(yīng)中，氧化劑是________（填化學(xué)式，下同），還原劑是________。

（3）該同學(xué)對反應(yīng)后硬質(zhì)試管中固體物質(zhì)的組成提出了如下假設(shè)：

假設(shè)1：只有Fe；

假設(shè)2：只有________；

假設(shè)3：既有Fe也有Fe3O4。

（4）為了驗證反應(yīng)后硬質(zhì)試管中固體物質(zhì)的組成，該同學(xué)進(jìn)行了定量研究：反應(yīng)前固體物質(zhì)的質(zhì)量為5.6 g，反應(yīng)后固體物質(zhì)的質(zhì)量為6.6 g。從上述數(shù)據(jù)分析，反應(yīng)后硬質(zhì)試管中固體物質(zhì)的組成為__________________。寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式________________________

Answer 1

【答案】提供水蒸氣 H2O Fe Fe3O4 Fe和Fe3O4 3Fe＋4H2O(g) Fe3O4＋4H2

【解析】

鐵與水蒸氣反應(yīng)生成四氧化三鐵與氫氣。

（1）硬質(zhì)試管中的濕棉花受熱時可產(chǎn)生水蒸氣，故硬質(zhì)試管中濕棉花的作用是提供反應(yīng)需要的水蒸氣。

（2）根據(jù)化學(xué)方程式：3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2，Fe在反應(yīng)中失去電子作還原劑，H2O在反應(yīng)中得到電子作氧化劑。

（3）若Fe沒有反應(yīng)，則固體物質(zhì)為Fe；若Fe部分反應(yīng)，則固體物質(zhì)為Fe與Fe3O4的混合物；若Fe全部反應(yīng)，則固體物質(zhì)為Fe3O4。

（4）若5.6 g Fe完全反應(yīng)，應(yīng)得到mol Fe3O4，其質(zhì)量約為7.7 g，而實驗測得反應(yīng)后固體物質(zhì)的質(zhì)量為6.6 g，說明Fe部分反應(yīng)，故反應(yīng)后的硬質(zhì)試管中固體物質(zhì)為Fe和Fe3O4的混合物；該反應(yīng)的化學(xué)方程式為：3Fe＋4H2O(g) Fe3O4＋4H2。