Question

【题目】某同学利用如图所示实验装置进行铁与水蒸气反应的实验，并对反应后硬质试管中固体物质的组成进行了探究。

请回答下列问题：

（1）硬质试管中湿棉花的作用是________________。

（2）铁与水蒸气的反应中，氧化剂是________（填化学式，下同），还原剂是________。

（3）该同学对反应后硬质试管中固体物质的组成提出了如下假设：

假设1：只有Fe；

假设2：只有________；

假设3：既有Fe也有Fe3O4。

（4）为了验证反应后硬质试管中固体物质的组成，该同学进行了定量研究：反应前固体物质的质量为5.6 g，反应后固体物质的质量为6.6 g。从上述数据分析，反应后硬质试管中固体物质的组成为__________________。写出该反应的化学方程式________________________

Answer 1

【答案】提供水蒸气 H2O Fe Fe3O4 Fe和Fe3O4 3Fe＋4H2O(g) Fe3O4＋4H2

【解析】

铁与水蒸气反应生成四氧化三铁与氢气。

（1）硬质试管中的湿棉花受热时可产生水蒸气，故硬质试管中湿棉花的作用是提供反应需要的水蒸气。

（2）根据化学方程式：3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2，Fe在反应中失去电子作还原剂，H2O在反应中得到电子作氧化剂。

（3）若Fe没有反应，则固体物质为Fe；若Fe部分反应，则固体物质为Fe与Fe3O4的混合物；若Fe全部反应，则固体物质为Fe3O4。

（4）若5.6 g Fe完全反应，应得到mol Fe3O4，其质量约为7.7 g，而实验测得反应后固体物质的质量为6.6 g，说明Fe部分反应，故反应后的硬质试管中固体物质为Fe和Fe3O4的混合物；该反应的化学方程式为：3Fe＋4H2O(g) Fe3O4＋4H2。