Question

【題目】常溫下沒有氧氣存在時，鐵與水幾乎不反應(yīng)，但高溫下，鐵與水蒸氣能反應(yīng)生成一種常見鐵的氧化物和一種氣體。小明很好奇，設(shè)計如下實驗探究鐵粉與水蒸氣反應(yīng)后的產(chǎn)物。

試管尾部放一團濕棉花的目的是_____。

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。說明生成的氣體是_____。

探究試管中剩余固體成分是什么？

（查閱資料）

常見鐵的氧化物	FeO
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_____。

（實驗探究）

實驗操作	實驗現(xiàn)象	結(jié)論
_____	_____	_____

（實驗結(jié)論）鐵和水蒸氣反應(yīng)的化學(xué)方程式為_____。

（反思與交流）該黑色固體不可能是Fe2O3，理由是_____。

Answer 1

【答案】提供水蒸氣 氫氣 Fe3O4 取少量黑色固體于試管中，加入足量的稀鹽酸 固體全部溶解，沒有氣泡冒出或固體全部溶解，有氣泡冒出 有氣泡冒出，猜想一正確，或沒有氣泡冒出，猜想二正確 3Fe+4H2O Fe3O4+4H2↑ Fe2O3是紅棕色粉末且不能被磁鐵吸引

【解析】

（1）由題文可知，高溫下，鐵與水蒸氣能反應(yīng)，濕棉花中的水受熱變?yōu)樗�蒸氣，可以給鐵提供水蒸氣，故填提供水蒸氣。

（2）用燃著的木條靠近肥皂泡，有爆鳴聲，說明生成的氣體具有可燃性，稍后有肥皂泡飄到空中，說明生成的氣體的密度小于空氣的密度，且反應(yīng)物為“鐵與水蒸氣”，根據(jù)質(zhì)量守恒定律可判斷生成的氣體是氫氣，故填氫氣。

（3）{猜想與假設(shè)}能被磁鐵吸引的物質(zhì)只有Fe與Fe3O4，猜想一為Fe與Fe3O4，且反應(yīng)后的固體不可能只有Fe沒有其他生成物，所以猜想二是Fe3O4，故填Fe3O4。

{實驗探究}實驗操作：猜想乙與猜想二的區(qū)別是否含有鐵，所以操作方法是取少量黑色固體于試管中，加入足量的稀鹽酸，故填取少量黑色固體于試管中，加入足量的稀鹽酸；

實驗中的現(xiàn)象是固體全部溶解，沒有氣泡冒出，或者固體全部溶解，有氣泡冒出，故填固體全部溶解，沒有氣泡冒出或固體全部溶解，有氣泡冒出；

有氣泡冒出，說明有氫氣生成，表面固體中含有鐵，則猜想一正確，如果沒有氣泡冒出，說明固體中不含鐵，則猜想二正確，故填有氣泡冒出，猜想一正確，或沒有氣泡冒出，猜想二正確。

{實驗結(jié)論}由高溫下，鐵與水蒸氣能反應(yīng)生成一種常見鐵的氧化物和一種氣體及以上分析可知，鐵與水蒸氣在高溫的條件下反應(yīng)生成四氧化三鐵和氫氣，故反應(yīng)的化學(xué)方程式寫為：3Fe+4H2O Fe3O4+4H2↑。

{反思與交流}反應(yīng)后試管中剩余固體為黑色，能全部被磁鐵吸引，而Fe2O3是紅棕色粉末且不能被磁鐵吸引，所以反應(yīng)后的黑色固體不可能是Fe2O3，故填Fe2O3是紅棕色粉末且不能被磁鐵吸引。