Question

【题目】在高温下，铁与水蒸气能发生反应生成一种常见的铁的氧化物和一种气体。某兴趣小组请你参与研究：铁与水蒸气反应一段时间后剩余固体物质的成分、性质及再利用。

（1）（推断）观察到D中黑色固体变红，则B中生成的气体是_____；

（2）探究B装置中剩余固体成分是什么？

（查阅资料）

（1）碎瓦片能防爆沸，碱石灰是氧化钙和氢氧化钠的混合物

（2）铁的氧化物中，只有Fe2O3是红棕色，其余均为黑色，只有Fe3O4能被磁铁吸引。

（3）Fe3O4+8HCl=FeCl2+2FeCl3+4H2O；Fe3O4+4H2SO4=FeSO4+Fe2（SO4）3+4H2O

（初步探究）B装置中剩余固体为黑色，能全部被磁铁吸引；

（猜想与假设）猜想一：剩余固体是Fe3O4

猜想二：剩余固体是_____；

（实验探究）请你设计实验，证实你的猜想

实验操作	实验现象及结论
_____	_____

（实验结论）铁与水蒸气反应的化学方程式为_____,在该反应中，铁与水蒸气恰好反应的质量比为_____。

Answer 1

【答案】H2 Fe、Fe3O4 取少量B装置中剩余固体于试管中，滴加稀盐酸 固体减少，有气泡产生，证明猜想二成立，若固体减少，无气泡产生，猜想一正确 3Fe+4H2OFe3O4+4H2 7:3

【解析】

(1)观察到D中黑色固体变红，则B中生成的气体具有还原性，根据质量守恒定律的实质：化学反应前后，元素种类不变可得，铁与水蒸气产生的气体只能是氢气，不能是一氧化碳，因为，铁与水蒸气中没有碳元素，故填写：H2；

(2)B装置中有铁粉，而且剩余固体为黑色，能全部被磁铁吸引，因此，铁的氧化物为Fe3O4，当铁粉过量，B装置中剩余固体为Fe、Fe3O4，故填写：Fe、Fe3O4；

(3)Fe与稀酸反应会产生气体，溶液颜色会发生变化，Fe3O4与稀酸反应，只是溶液颜色发生变化，因此，证实猜想可向剩余物中加入稀盐酸或稀硫酸，观察现象，故填写：取少量B装置中剩余固体于试管中，滴加稀盐酸；

(4)若观察到固体减少，有气泡产生，证明猜想二成立，若固体减少，无气泡产生，猜想一正确，故填写：固体减少，有气泡产生，证明猜想二成立，若固体较少，无气泡产生，猜想一正确；

(5)由(1)和猜想可知，铁与水蒸气反应产生氢气和四氧化三铁，故填写：3Fe+4H2OFe3O4+4H2；

(6)根据化学方程式的量的含义可知，铁与水蒸气恰好反应的质量比为：（56ⅹ3）:（4ⅹ18）=7:3，故填写：7:3。