Question

【題目】【改編】（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）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________。

（2）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

Fe3O4+8HCl= FeCl2+2FeCl3+4H2O

【初步驗證】試管中剩余固體為黑色，能全部被磁鐵吸引，那么該黑色固體不可能含有_______（化學式），

【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___________________________________（2分）。

【反思與交流】初中我們還學過通過_______________________________（化學方程式）得到Fe3O4。

Answer 1

【答案】（1）H2 ；（2）【初步驗證】Fe2O3和FeO（寫全才有分）【猜想與假設】猜想二：剩余固體全是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】3Fe+2O2 Fe3O4

【解析】

試題分析：（1）根據質量守恒定律，又該氣體密度比空氣小還具有可燃性，那么只能是氫氣；

（2）【初步驗證】根據資料固體為很少排出紅棕色的Fe2O3，又能全被磁鐵吸引能同時排除Fe2O3和FeO；

【猜想與假設】剩余固體已經說明是鐵能與水反應生成鐵的氧化物，該氧化物為Fe3O4，那么固體成分就只需要考慮鐵這一變量了，鐵是否被完全消耗即有無鐵，結合猜想一故猜想二：剩余固體只有Fe3O4

【實驗探究】酸的化學性質：能與活潑金屬反應生成氫氣，同時還能與金屬氧化物反應，故可設計實驗

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。（1分）若固體全部溶解，有氣泡冒出，剩余固體是Fe與Fe3O4

【實驗結論】根據信息：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，故反應的化學方程式為：3Fe+4H2O高溫Fe3O4+4H2↑

【反思與交流】能生成Fe3O4，就是鐵在氧氣中燃燒了。