Question

【题目】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)试管尾部放一团湿棉花的目的是______。

(2)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______。

(3)探究试管中剩余固体成分是什么?

（查阅资料）Fe304不溶于水，能与盐酸反应且没有气体生成。

常见铁的氧化物	FeO	Fe2O3	Fe304
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

（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
取少量黑色固体于试管中，加入足量的稀盐酸。	固体全部溶解，并且没有______产生，说明猜想二成立。

（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】提供水蒸气 H2 Fe3O4 气泡 3Fe+4H2O Fe3O4+4H2 Fe2O3为红棕色

【解析】

（1）根据图和“高温下，铁与水蒸气能反应”，可知试管尾部放一团湿棉花的目的是提供水蒸气，故填水蒸气；

（2）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．说明生成的气体具有可燃性、密度小于空气，再根据反应物为“铁与水蒸气”，生成的气体是氢气，故填H2；

[猜想与假设]

能被磁铁吸引的只有Fe与Fe3O4，猜想一Fe与Fe3O4，又不可能只有Fe没有其他反应产物，所以猜想二是四氧化三铁，故填Fe3O4；

[实验探究]

根据铁与稀盐酸反应产生气体，进行设计实验：取少量剩余固体于试管中，向其中滴加足量稀盐酸，固体全部溶解，没有产生气泡，说明猜想二正确，故填气泡；

[实验结论]

铁和水蒸气在高温的条件下反应生成四氧化三铁和氢气，化学方程式故填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，故填Fe2O3为红棕色。