Question

【題目】（8分）常溫下沒有氧氣存在時，鐵與水幾乎不反應，但高溫下，鐵與水蒸氣能反應生成一種常見鐵的氧化物和一種氣體。小明很好奇，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______________。

（3）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	Fe2O3	Fe3O4
顏色、狀態	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】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	實驗現象及結論

【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】 （1）提供水蒸氣（2）H2（3）【猜想與假設】猜想二：剩余固體是Fe3O4

【實驗探究】

實驗操作	實驗現象及結論
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。

【實驗結論】3Fe+4H2O高溫Fe3O4+4H2↑【反思與交流】Fe2O3紅棕色粉末

【解析】

試題分析： 根據題中的敘述可知（1）試管尾部放一團濕棉花的目的是提供水蒸氣；（2）探究生成的氣體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。證明氣體的密度較小且有可燃性，說明生成的氣體是氫氣；（3）探究試管中剩余固體成分【初步驗證】試管中剩余固體為黑色，能全部被磁鐵吸引。根據這一性質，可說明黑色物質是鐵粉、四氧化三鐵、或二者的混合物，故【猜想與假設】猜想一：剩余固體是Fe與Fe3O4；猜想二：剩余固體是四氧化三鐵；【實驗探究】實驗操作為 ；取少量黑色固體于試管中，加入足量的稀鹽酸。出現固體全部溶解，沒有氣泡冒出，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。【實驗結論】鐵和水蒸氣反應的化學方程式為3Fe+4H2O====Fe3O4+4H2↑；【反思與交流】該黑色固體不可能是Fe2O3，理由是Fe2O3紅棕色粉末。