Question

【題目】在高溫條件下，鐵與水蒸氣能反應生成一種常見鐵的氧化物和一種氣體。小莉很好奇，設計如下實驗探究鐵粉與水蒸氣反應后的產物。

（1）試管尾部放一團濕棉花的目的是_____________________。

（2）探究生成的氣體是什么？

用燃著的木條靠近飄到空中的肥皂泡，

有爆鳴聲。說明生成的氣體是_______。

（3）探究試管中剩余固體成分是什么？

【查閱資料】（1）常見鐵的氧化物的物理性質如下表：

常見鐵的氧化物	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

（2）稀鹽酸（或稀硫酸）與鐵反應產生氣體，與鐵的氧化物反應沒有氣體產生。

【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】猜想一：剩余固體是Fe3O4；

猜想二：剩余固體是_____________。

【實驗探究】根據猜想與假設，設計實驗方案加以檢驗。

實驗操作	實驗現(xiàn)象	實驗結論
____________________	_________	剩余固體是Fe3O4

【實驗結論】鐵和水蒸氣反應的化學方程式為____________________。

【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H2剩余固體是Fe和Fe3O4稀鹽酸（或稀硫酸）若固體全部溶解，沒有氣泡冒出3Fe+4H 2OFe3O4+4H2↑Fe2O3紅棕色粉末且不能被磁鐵吸引

【解析】

根據題目信息，在高溫條件下，鐵與水蒸氣能反應，故濕棉花是提高水蒸氣；

肥皂泡能飄到空中，說明該氣體的密度比空氣小；用燃著的木條靠近飄到空中的肥皂泡，有爆鳴聲，說明該氣體具有可燃性。根據質量守恒定律化學反應前后元素的種類不變，結合該氣體的性質可知該氣體是氫氣；

【猜想與假設】試管中剩余固體為黑色，能全部被磁鐵吸引。根據資料可知該剩余固體不是氧化亞鐵和氧化鐵，可能是四氧化三鐵；由鐵粉也是黑色的，它可能沒有完全反應，也能被磁鐵吸引，故也可能是四氧化三鐵和鐵的混合物；

【實驗探究】由于稀鹽酸（或稀硫酸）與鐵反應產生氣體，與鐵的氧化物反應沒有氣體產生，根據實驗結論“剩余固體是四氧化三鐵”可知，向黑色固體中加入稀鹽酸，固體全部溶解，沒有氣泡冒出；

【實驗結論】鐵和水蒸氣反應反應生成四氧化三鐵和氫氣，反應的化學方程式表示為：3Fe+4H 2OFe3O4+4H2↑ ；

【反思與交流】由于氧化鐵是黑色的，故不可能是氧化鐵。