Question

【題目】鐵與水蒸氣在高溫條件下反應(yīng)生成一種鐵的氧化物和一種氣體單質(zhì)，實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示。

（1）試管尾部放一團(tuán)濕棉花的目的是_____。

（2）用燃著的木條靠近肥皂泡，有爆鳴聲，稍后有肥皂泡飄到上方空中，說明生成的氣體是_____。

（3）探究試管中剩余固體成分。

（查閱資料）①幾種常見鐵的氧化物的顏色、狀態(tài)及能否被磁鐵吸引如下表所示。

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

②四氧化三鐵能與稀硫酸反應(yīng)：Fe3O4+4H2SO4＝FeSO4+Fe2(SO4)3+4H2O

（初步實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證）試管中剩余固體為黑色，能全部被磁鐵吸引，則剩余固體一定不含的鐵的氧化物是_____、_____ 。

（猜想與假設(shè)）猜想一：剩余固體是Fe3O4；猜想二：剩余固體是_____ 。

（繼續(xù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)）

實(shí)驗(yàn)操作	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	實(shí)驗(yàn)結(jié)論
取少量黑色固體于試管中，滴加足量的稀硫酸。	_____	猜想二成立。

（實(shí)驗(yàn)結(jié)論）鐵和水蒸氣反應(yīng)的化學(xué)方程式為_____。

Answer 1

【答案】提供反應(yīng)物水蒸氣 氫氣（H2） FeO Fe2O3 Fe和Fe3O4 黑色固體溶解，有無色氣體生成 3Fe+4H2O（g）Fe3O4+4H2

【解析】

（1）該反應(yīng)為鐵與水蒸氣在高溫條件下反應(yīng)，試管尾部放一團(tuán)濕棉花是為了提供反應(yīng)物水蒸氣；

（2）用燃著的木條靠近肥皂泡，有爆鳴聲，說明該單質(zhì)氣體可燃，稍后肥皂泡飄到空氣上方，說明該氣體密度比空氣小，根據(jù)元素守恒可知該氣體為H2；

初步驗(yàn)證試驗(yàn)：由查閱資料①可知， FeO 和Fe2O3不能被磁鐵吸引，故剩余固體中不含FeO 和Fe2O3。

猜想與假設(shè)：由題目可知，鐵與水蒸氣在高溫條件下反應(yīng)產(chǎn)物一定含Fe3O4，可能鐵有剩余，所以剩余固體可能是Fe3O4和Fe。

繼續(xù)進(jìn)行試驗(yàn)：黑色鐵單質(zhì)和稀硫酸反應(yīng)生成氫氣和硫酸亞鐵，四氧化三鐵能與稀硫酸反應(yīng)生成硫酸亞鐵、硫酸鐵和水，故實(shí)驗(yàn)結(jié)論為猜想二成立，則現(xiàn)象為黑色固體溶解，有無色氣體生成；

實(shí)驗(yàn)結(jié)論：鐵與水蒸氣在高溫下進(jìn)行反應(yīng)，化學(xué)方程式為：3Fe+4H2O（g）Fe3O4+4H2。