Question

20．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)計如圖所示實驗，探究鐵粉與水蒸氣反應(yīng)后的產(chǎn)物．
（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．說明生成的氣體是氫氣．
（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(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．該黑色固體不可能是Fe₂O₃，理由是Fe₂O₃是紅棕色粉末．鐵和水蒸氣反應(yīng)的化學方程式為3Fe+4H₂O$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Fe₃O₄+4H₂．
【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Fe₃O₄．
【實驗探究】已知：Fe₃O₄+8HCl=FeCl₂+2FeCl₃+4H₂O，完成下列實驗探究：

實驗操作	實驗現(xiàn)象	結(jié)論
		猜想一成立
		猜想二成立

Answer 1

分析 （1）水受熱時會變成水蒸氣；
（2）氫氣的密度比空氣小，與空氣混合達到一定程度時，遇明火會都是爆炸；
（3）根據(jù)實驗現(xiàn)象可以判斷黑色固體的組成；
鐵和稀鹽酸反應(yīng)生成氯化亞鐵和氫氣．

解答 解：（1）試管尾部放一團濕棉花的目的是提供水蒸氣．
固體：提供水蒸氣．
（2）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．說明生成的氣體是氫氣．
固體：氫氣．
（3）試管中剩余固體為黑色，說明該固體不可能是Fe₂O₃，能全部被磁鐵吸引，試管中剩余固體可能是鐵和四氧化三鐵，或四氧化三鐵；
鐵和水蒸氣反應(yīng)的化學方程式為：3Fe+4H₂O$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Fe₃O₄+4H₂；
猜想一：剩余固體是Fe與Fe₃O₄；猜想二：剩余固體是Fe₃O₄；

實驗操作	實驗現(xiàn)象	結(jié)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，有氣泡冒出	猜想一成立
	若固體全部溶解，沒有氣泡冒出	猜想二成立

故填：Fe₂O₃是紅棕色粉末；3Fe+4H₂O$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Fe₃O₄+4H₂；Fe₃O₄．

點評 實驗現(xiàn)象是物質(zhì)之間相互作用的外在表現(xiàn)，因此要學會設(shè)計實驗、觀察實驗、分析實驗，為揭示物質(zhì)之間相互作用的實質(zhì)奠定基礎(chǔ)．