Question

【题目】常温下没有氧气存在时，铁与水几乎不反应，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，设计实验探究铁粉与水蒸气反应后的产物。

（1）试管尾部放一团湿棉花的目的是________

（2）酒精灯火焰上加一个网罩的目的是________

（3）加热一段时间后，同学们开始探究生成的气体以及试管中剩余固体是什么?

①将燃着的木条靠近肥皂泡有爆鸣声，且看到有肥皂泡飘到空中，说明生成的气体是______，实验刚开始产生的少许肥皂泡_______（填“会”或“不会”）往上飘，原因可能是________

②探究加热一段时间后成分是什么?

（查阅资料）

（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Fe3O4;猜想二:剩余固体是________。

（实验探究）请设计一个实验验证猜想二成立，并完成下面的实验报告

实验操作	实验现象	结论
取少量反应后的固体与试管中加入_______	______	猜想二成立

（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

【答案】反应提供水蒸气 聚拢火焰提高温度 氢气 不会 开始产生的肥皂泡是试管中的空气受热膨胀逸出形成的，空气密度较大，肥皂泡不会上飘。 Fe与Fe3O4 足量的盐酸 固体全部溶解，有气泡生成 3Fe+4H2O Fe3O4+4H2↑ Fe2O3红棕色粉末且不能被磁铁吸引

【解析】

（1）根据题中信息，反应物是水蒸气和铁，因此湿棉花的作用是为反应提供水蒸气；

（2）酒精灯火焰上加网罩的目的是聚拢火焰提高温度；

（3）①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，说明气体的密度小于空气密度。说明生成的气体是氢气；实验刚开始产生的少许肥皂泡不会往上飘，原因可能是开始产生的肥皂泡是试管中的空气受热膨胀逸出形成的，空气密度较大，肥皂泡不会上飘。

②猜想与假设：

能被磁铁吸引的只有Fe与Fe3O4，猜想一Fe3O4；又不可能只有Fe没有其他反应产物，猜想二是Fe与Fe3O4；

实验探究：

铁与稀盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，Fe3O4与稀盐酸反应没有氢气生成。

实验操作	实验现象	结论
取少量反应后的固体与试管中加入足量的盐酸	固体全部溶解，有气泡生成	猜想二成立

实验结论：根据“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”和上述探究可知，铁和水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气，反应的化学方程式为3Fe+4H2O Fe3O4+4H2↑；

反思与交流：

该黑色固体不可能是Fe2O3，理由是Fe2O3红棕色粉末且不能被磁铁吸引。