Question

【題目】常溫下沒有氧氣存在時，鐵與水幾乎不反應，但高溫下，鐵與水蒸氣能反應生成一種常見鐵的氧化物和一種氣體。小明很好奇，設計如下實驗探究鐵粉與水蒸氣反應后的產物。

(1)試管尾部放一團濕棉花的目的是______。

(2)探究生成的氣體是什么?用燃著的木條靠近肥皂泡，有爆鳴聲，稍后有肥皂泡飄到空中。說明生成的氣體是______。

(3)探究試管中剩余固體成分是什么?

（查閱資料）Fe304不溶于水，能與鹽酸反應且沒有氣體生成。

常見鐵的氧化物	FeO	Fe2O3	Fe304
顏色、狀態	黑色粉末	紅棕色粉末	黑色晶體
能否被磁鐵吸引	否	否	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與Fe3O4；

猜想二：剩余固體是______。

（實驗探究）

實驗操作	實驗現象及結論
取少量黑色固體于試管中，加入足量的稀鹽酸。	固體全部溶解，并且沒有______產生，說明猜想二成立。

（實驗結論）鐵和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Fe2O3，理由是______。

Answer 1

【答案】提供水蒸氣 H2 Fe3O4 氣泡 3Fe+4H2O Fe3O4+4H2 Fe2O3為紅棕色

【解析】

（1）根據圖和“高溫下，鐵與水蒸氣能反應”，可知試管尾部放一團濕棉花的目的是提供水蒸氣，故填水蒸氣；

（2）用燃著的木條靠近肥皂泡，有爆鳴聲，稍后有肥皂泡飄到空中．說明生成的氣體具有可燃性、密度小于空氣，再根據反應物為“鐵與水蒸氣”，生成的氣體是氫氣，故填H2；

[猜想與假設]

能被磁鐵吸引的只有Fe與Fe3O4，猜想一Fe與Fe3O4，又不可能只有Fe沒有其他反應產物，所以猜想二是四氧化三鐵，故填Fe3O4；

[實驗探究]

根據鐵與稀鹽酸反應產生氣體，進行設計實驗：取少量剩余固體于試管中，向其中滴加足量稀鹽酸，固體全部溶解，沒有產生氣泡，說明猜想二正確，故填氣泡；

[實驗結論]

鐵和水蒸氣在高溫的條件下反應生成四氧化三鐵和氫氣，化學方程式故填3Fe+4H2O Fe3O4+4H2；

[反思與交流]

該黑色固體不可能是Fe2O3，理由是Fe2O3紅棕色粉末且不能被磁鐵吸引，故填Fe2O3為紅棕色。