Question

【題目】某班學生在老師指導下探究鐵與水蒸氣的反應。

（1）按圖甲裝好藥品、連好裝置（夾持儀器已略去）。其中A裝置的作用是______。

（2）加熱一段時間后，灰色鐵粉逐漸變黑，吹泡器連續吹出氣泡，且氣泡向上飛起；用燃著的木條靠近氣泡，能產生爆鳴。該氣體燃燒的化學方程式是_______。

（3）同學們討論后認為：鐵與水蒸氣反應生成的固體是“鐵的一種氧化物”，玻璃管內的黑色固體中還可能含有“過量的鐵”。

（查閱資料）鐵有三種氧化物，FeO（黑色、無磁性）、Fe2O3（紅棕色、無磁性）、Fe3O4（黑色、有磁性）；鐵的三種氧化物都不與硫酸銅溶液反應。

（實驗探究）

實驗步驟	實驗現象	實驗結論
①取上述黑色固體少許，裝入試管，加入足量硫酸銅溶液	有紅色固體出現	黑色固體中一定含有______
②過濾第①步的產物，將所得固體干燥，用磁鐵接觸該固體	固體可以被磁鐵吸起	黑色固體中一定含有_______

（探究結論）鐵與水蒸氣發生置換反應，有關的化學方程式是_______。

（拓展創新）同學們利用微型儀器“長柄V形玻璃管”改進了圖甲裝置，設計出圖乙裝置，并分別選用濕棉布、濕粉筆、蘆薈葉、氫氧化銅等作為供水劑，實驗都獲得成功。

①甲、乙裝置相比，乙裝置有很多優點，請你寫出一條。_____。

②用化學方程式解釋氫氧化銅供水的原理：______。

（4）某磁鐵礦石含Fe3O480%。若冶煉336t鐵，則理論上需該鐵礦石多少噸？_____

Answer 1

【答案】提供水蒸氣 2H2+O22H2O 鐵（Fe） 四氧化三鐵（Fe3O4） 3Fe+4H2OFe3O4+4H 2 裝置簡單或節約藥品或操作簡便等 Cu(OH)2CuO + H2O 580t

【解析】

（1）鐵生銹是鐵、氧氣、水三種物質共同作用，按圖甲裝好藥品、連好裝置（夾持儀器已略去）。其中A裝置的作用是提供水蒸氣；

（2）加熱一段時間后，灰色鐵粉逐漸變黑，吹泡器連續吹出氣泡，且氣泡向上飛起；用燃著的木條靠近氣泡，能產生爆鳴。可知氣體是氫氣，該氣體燃燒的化學方程式是2H2+O22H2O；

（3）[實驗探究]

①取上述黑色固體少許，裝入試管，加入足量硫酸銅溶液，有紅色固體出現，黑色固體中一定含有鐵，鐵與硫酸銅反應生成硫酸亞鐵和銅；

②過濾第①步的產物，將所得固體干燥，用磁鐵接觸該固體，固體可以被磁鐵吸起，黑色固體中一定含有四氧化三鐵（Fe3O4），因為Fe3O4是黑色固體、有磁性；

[探究結論] 一種單質和一種化合物生成另一種單質和另一種化合物，是置換反應鐵與水蒸氣發生置換反應，結合質量守恒定律可知有關的化學方程式是3Fe+4H2OFe3O4+4H 2；

[拓展創新]①甲、乙裝置相比，乙裝置有很多優點，如：裝置簡單或節約藥品或操作簡便等；

②氫氧化銅供水的原理：氫氧化銅在加熱條件下分解生成氧化銅和水，反應方程式為Cu(OH)2CuO + H2O；

（4）設需要該鐵礦石的質量為x

x=580t