Question

（6分）常温下没有氧气存在时，铁与水几乎不反应，但高温下，铁与水蒸气能反应生成一种常见铁的氧化物和一种气体。小明很好奇，设计如下实验探究铁粉与水蒸气反应后的产物。

（1）探究生成的气体是什么？

用燃着的木条靠近肥皂泡，有爆鸣声，稍后有肥皂泡飘到空中。说明生成的气体是氢气。

（2）探究试管中剩余固体成分是什么？

【查阅资料】

常见铁的氧化物	FeO	Fe2O3	Fe3O4
颜色、状态	黑色粉末	红棕色粉末	黑色晶体
能否被磁铁吸引	否	否	能

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

【初步验证】试管中剩余固体为黑色，能全部被磁铁吸引。

【猜想与假设】猜想一：剩余固体是Fe与Fe3O4；猜想二：剩余固体是_____________。

【实验探究】

实验操作	实验现象及结论

【实验结论】铁和水蒸气反应的化学方程式为___________________________________。

【反思与交流】该黑色固体不可能是Fe2O3，理由是_______________________________。

Answer 1

（2）【猜想与假设】猜想二：剩余固体是Fe3O4

【实验探究】

实验操作	实验现象及结论
取少量黑色固体于试管中，加入足量的稀盐酸。	若固体全部溶解，没有气泡冒出，剩余固体是Fe3O4，若固体全部溶解，有气泡冒出，剩余固体是Fe与Fe3O4

【实验结论】3Fe+4H2O高温Fe3O4+4H2↑

【反思与交流】Fe2O3是红棕色粉末

【解析】

试题分析：（2）【猜想与假设】根据质量守恒定律：在化学反应前后，元素的种类不变，结合试管中剩余固体为黑色，能全部被磁铁吸引，故猜想二：剩余固体是Fe3O4

【实验探究】酸的化学性质：能与活泼金属反应生成氢气，同时还能与金属氧化物反应，故可设计实验

实验操作	实验现象及结论
取少量黑色固体于试管中，加入足量的稀盐酸。	若固体全部溶解，没有气泡冒出，剩余固体是Fe3O4。（1分）若固体全部溶解，有气泡冒出，剩余固体是Fe与Fe3O4

【实验结论】根据信息：高温下，铁与水蒸气能反应生成一种常见铁的氧化物和一种气体，故反应的化学方程式为：3Fe+4H2O高温Fe3O4+4H2↑

【反思与交流】该黑色固体不可能是Fe2O3，理由是：Fe2O3是红棕色粉末

考点：金属及金属氧化物的化学性质，质量守恒定律，化学方程式的书写