Question

【題目】在高溫下，鐵與水蒸氣能發生反應生成一種常見鐵的氧化物和一種氣體，某化學 學習小組的同學對此反應甩感興趣，在小組集體協作下設計了如下實驗，以探究鐵粉與水蒸氣反應后的產物，也邀請你一起來完成下列探究：

(1)A裝置的作用是___；

(2)探究生成的氣體是什么？

（猜想與假設）猜想一：生成的氣體可能是氫氣；

猜想二：生成的氣體可能是氧氣；

（實驗探究）將生成的氣體通入C裝置，球形管里裝有堿石灰干燥劑，導管口蘸些肥皂水(或洗滌劑溶液)，控制氣體流速，吹出肥皂泡，當肥皂泡吹到一定大時，輕輕擺動導管，肥皂泡脫離管口后，氣泡上升．用燃著的木條靠近肥皂泡，有爆鳴聲．

（推斷）生成的氣體是___．

(3)探究試管中剩余固體成分是什么？

（查閱資料）

常見鐵的氧化物	FeO	Fe2O3	Fe3O4
顏色、狀態	黑色粉末	紅棕色粉末	黑色晶體
能否被進磁鐵吸引	否	否	能
能否與鹽酸反應	能	能	能

（初步驗證）試管中剩余固體為黑色，能全部被磁鐵吸引．

（猜想與假設）猜想一：剩余固體是Fe和Fe3O4；

猜想二：剩余固體是：___．

（實驗探究）

實驗操作	實驗現象及結論
____	_____

[實檢結論]鐵與水蒸氣反應的化學方程式為：___．

（反思與交流）該黑色固體不可能是FeO、Fe2O3，理由是___．

Answer 1

【答案】產生水蒸氣 氫氣 Fe3O4 把適量剩余固體于試管中，滴加足量稀鹽酸 產生氣泡，剩余固體是Fe和Fe3O4；不產生氣泡，剩余固體是Fe3O4 FeO、Fe2O3都不能被磁鐵吸引，氧化鐵是紅棕色粉末

【解析】

（1）水受熱生成水蒸氣，A裝置的作用是產生水蒸氣；

（2）氫氣的密度小于空氣，氫氣具有可燃性，不純的氫氣點燃產生爆鳴聲。將生成的氣體通入C裝置，球形管里裝有堿石灰干燥劑，導管口蘸些肥皂水(或洗滌劑溶液)，控制氣體流速，吹出肥皂泡，當肥皂泡吹到一定大時，輕輕擺動導管，肥皂泡脫離管口后，氣泡上升，用燃著的木條靠近肥皂泡，有爆鳴聲，說明生成的氣體是氫氣；

（3）猜想與假設：

試管中剩余固體為黑色，能全部被磁鐵吸引。根據表中提供的信息可知，剩余固體可能是Fe和Fe3O4；剩余固體也可能是Fe3O4。猜想二：剩余固體是Fe3O4；

實驗探究：

鐵與鹽酸反應生成氯化亞鐵和氫氣，四氧化三鐵能與鹽酸反應，但不產生氫氣。

實驗過程如下表所示：

實驗操作	實驗現象及結論
把適量剩余固體于試管中，滴加足量稀鹽酸	產生氣泡，剩余固體是Fe和Fe3O4； 不產生氣泡，剩余固體是Fe3O4

實驗結論：

鐵與水蒸氣反應生成四氧化三鐵和氫氣，反應的化學方程式為：；

反思與交流：

該黑色固體不可能是FeO、Fe2O3，理由是FeO、Fe2O3都不能被磁鐵吸引，氧化鐵是紅棕色粉末。