【題目】在高溫條件下,鐵與水蒸氣能反應(yīng)生成一種常見(jiàn)鐵的氧化物和一種氣體。小莉很好奇,設(shè)計(jì)如下實(shí)驗(yàn)探究鐵粉與水蒸氣反應(yīng)后的產(chǎn)物。

1)試管尾部放一團(tuán)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(shuō)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(jiàn)鐵的氧化物的物理性質(zhì)如下表:

常見(jiàn)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

2)稀鹽酸(或稀硫酸)與鐵反應(yīng)產(chǎn)生氣體,與鐵的氧化物反應(yīng)沒(méi)有氣體產(chǎn)生。

【初步驗(yàn)證】試管中剩余固體為黑色,能全部被磁鐵吸引。

【猜想與假設(shè)】猜想一:剩余固體是Fe3O4;

猜想二:剩余固體是_____________

【實(shí)驗(yàn)探究】根據(jù)猜想與假設(shè),設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案加以檢驗(yàn)。

實(shí)驗(yàn)操作

實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象

實(shí)驗(yàn)結(jié)論

____________________

_________

剩余固體是Fe3O4

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

【反思與交流】該黑色固體不可能是Fe2O3,理由是___________________。

【答案】提供水蒸氣H2剩余固體是FeFe3O4稀鹽酸(或稀硫酸)若固體全部溶解,沒(méi)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(jù)題目信息,在高溫條件下,鐵與水蒸氣能反應(yīng),故濕棉花是提高水蒸氣;

肥皂泡能飄到空中,說(shuō)明該氣體的密度比空氣。挥萌贾哪緱l靠近飄到空中的肥皂泡,有爆鳴聲,說(shuō)明該氣體具有可燃性。根據(jù)質(zhì)量守恒定律化學(xué)反應(yīng)前后元素的種類不變,結(jié)合該氣體的性質(zhì)可知該氣體是氫氣;

【猜想與假設(shè)】試管中剩余固體為黑色,能全部被磁鐵吸引。根據(jù)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(méi)有完全反應(yīng),也能被磁鐵吸引,故也可能是四氧化三鐵和鐵的混合物;

【實(shí)驗(yàn)探究】由于稀鹽酸(或稀硫酸)與鐵反應(yīng)產(chǎn)生氣體,與鐵的氧化物反應(yīng)沒(méi)有氣體產(chǎn)生,根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)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(méi)有氣泡冒出;

【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】鐵和水蒸氣反應(yīng)反應(yīng)生成四氧化三鐵和氫氣,反應(yīng)的化學(xué)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。

練習(xí)冊(cè)系列答案
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