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。某興趣小組用以下裝置進(jìn)行研究：

【查閱資料】I . 碎瓷片能防爆沸，堿石灰能作干燥劑。II. 氫氣的化學(xué)性質(zhì)與一氧化碳相似。

III. 鐵的氧化物中，只有Fe2O3是紅棕色，其余均為黑色，只有Fe3O4能被磁鐵吸引。

【推斷】(1)觀察到D中黑色固體變紅，則B中生成的氣體是____________。

(2)探究B裝置中剩余固體成分是什么？

【初步探究】B裝置中剩余固體為黑色，能全部被磁鐵吸引

【猜想與假設(shè)】

猜想一：剩余固體是Fe和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	結(jié)論
取樣，加入______(填試劑)	_________	猜想一正確

【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】鐵與水蒸氣反應(yīng)的化學(xué)方程式為_______，該反應(yīng)為_________(填基本反應(yīng)類型)。

【含量測定】取B裝置中剩余黑色固體5g，與足量的CO反應(yīng)后，所得固體質(zhì)量為4.36 g，則原剩余黑色固體中Fe3O4的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為___________。

Answer 1

【答案】 H2 Fe3O4 加稀鹽酸 有氣泡產(chǎn)生 3Fe+4H2OFe3O4+4H2 置換反應(yīng) 46.4%

【解析】【推斷】觀察到D中黑色固體變紅，則B中生成的氣體具有還原性，再根據(jù)反應(yīng)物為“鐵與水蒸氣”，所以該氣體是氫氣；【猜想與假設(shè)】能被磁鐵吸引的只有Fe與Fe3O4，則猜想一Fe3O4；又不可能只有Fe沒有其他反應(yīng)產(chǎn)物，猜想二是Fe與Fe3O4；驗(yàn)證猜想一與猜想二，關(guān)鍵是否含有Fe；【實(shí)驗(yàn)探究】根據(jù)鐵與稀鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生氣體，進(jìn)行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)：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，沒有氣泡冒出，則猜想一正確；若固體全部溶解，有氣泡冒出，則猜想二正確，故填：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，沒有氣泡冒出，則猜想一正確．若固體全部溶解，有氣泡冒出，則猜想二正確；【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】根據(jù)“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”和猜想，所以鐵和水蒸氣反應(yīng)會(huì)生成四氧化三鐵和氫氣，化學(xué)方程式為：3Fe+4H2OFe3O4+4H2；此反應(yīng)屬于置換反應(yīng)；【含量測定】設(shè)黑色固體中四氧化三鐵的質(zhì)量為x，則

Fe3O4-----3Fe 質(zhì)量減少

232 168 64

x 5g-4.36g=0.64g

x=2.32g

原剩余黑色固體中Fe3O4的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為: = 46.4%。