Question

【题目】【改编】（8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________。

（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，那么该黑色固体不可能含有_______（化学式），

【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___________________________________（2分）。

【反思与交流】初中我们还学过通过_______________________________（化学方程式）得到Fe3O4。

Answer 1

【答案】（1）H2 ；（2）【初步验证】Fe2O3和FeO（写全才有分）【猜想与假设】猜想二：剩余固体全是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】3Fe+2O2 Fe3O4

【解析】

试题分析：（1）根据质量守恒定律，又该气体密度比空气小还具有可燃性，那么只能是氢气；

（2）【初步验证】根据资料固体为很少排出红棕色的Fe2O3，又能全被磁铁吸引能同时排除Fe2O3和FeO；

【猜想与假设】剩余固体已经说明是铁能与水反应生成铁的氧化物，该氧化物为Fe3O4，那么固体成分就只需要考虑铁这一变量了，铁是否被完全消耗即有无铁，结合猜想一故猜想二：剩余固体只有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】能生成Fe3O4，就是铁在氧气中燃烧了。