Question

【題目】在高溫下，鐵與水蒸氣能發(fā)生反應(yīng)生成一種常見的鐵的氧化物和一種氣體．某興趣小組請你參與研究：鐵與水蒸氣反應(yīng)一段時間后剩余固體物質(zhì)的成分、性質(zhì)及再利用．

（1）【推斷】①觀察到D中黑色固體變紅，則B中生成的氣體是
②探究B裝置中剩余固體成分是什么？
（2）【查閱資料】1．碎瓦片能防爆沸，堿石灰是氧化鈣和氫氧化鈉的混合物2．鐵的氧化物中，只有Fe2O3是紅棕色，其余均為黑色，只有Fe3O4能被磁鐵吸引．
【初步探究】B裝置中剩余固體為黑色，能全部被磁鐵吸引
【猜想與假設(shè)】
猜想一：剩余固體是Fe3O4
猜想二：剩余固體是
（3）【實驗探究】

實驗操作	實驗現(xiàn)象及結(jié)論

（4）【實驗結(jié)論】鐵與水蒸氣反應(yīng)的化學(xué)方程式為
（5）【成分再利用】若將B裝置中剩余的黑色固體ag，經(jīng)過一系列轉(zhuǎn)化，全部變?yōu)榧t棕色固體Fe2O3（假設(shè)轉(zhuǎn)化過程中鐵元素?zé)o損耗），增加的質(zhì)量為x，則x的取值范圍為 ．

Answer 1

【答案】
（1）氫氣
（2）Fe與Fe3O4
（3）取少量黑色固體于試管中，加入足量的稀鹽酸；若固體全部溶解，沒有氣泡冒出，則猜想一正確．若固體全部溶解，有氣泡冒出，則猜想二正確
（4）3Fe+4H2O Fe3O4+4H2
（5）0.03a≤x＜0.43a
【解析】解：（1）觀察到D中黑色固體變紅，則B中生成的氣體具有還原性，再根據(jù)反應(yīng)物為“鐵與水蒸氣”，所以該氣體是氫氣，故填：氫氣；（2）【猜想與假設(shè)】能被磁鐵吸引的只有Fe與Fe3O4 ， 則猜想一Fe3O4；又不可能只有Fe沒有其他反應(yīng)產(chǎn)物，猜想二是Fe與Fe3O4；驗證猜想一與猜想二，關(guān)鍵是否含有Fe，故填：Fe與Fe3O4 ．
【實驗探究】根據(jù)鐵與稀鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生氣體，進(jìn)行設(shè)計實驗：取少量黑色固體于試管中，加入足量的稀鹽酸，若固體全部溶解，沒有氣泡冒出，則猜想一正確．若固體全部溶解，有氣泡冒出，則猜想二正確，故填：取少量黑色固體于試管中，加入足量的稀鹽酸；若固體全部溶解，沒有氣泡冒出，則猜想一正確．若固體全部溶解，有氣泡冒出，則猜想二正確．
【實驗結(jié)論】根據(jù)“在高溫下，鐵與水蒸氣能發(fā)生反應(yīng)生成一種常見的鐵的氧化物和一種氣體”和猜想，所以鐵和水蒸氣反應(yīng)會生成四氧化三鐵和氫氣，化學(xué)方程式為：3Fe+4H2O Fe3O4+4H2；故填：3Fe+4H2O Fe3O4+4H2 ．
3）假設(shè)黑色固體全是鐵，則
3Fe﹣﹣﹣﹣﹣Fe2O3 質(zhì)量增加
112 160 48
ag x
則x=0.43a
假設(shè)黑色固體全部是四氧化三鐵，則
2Fe3O4﹣﹣﹣﹣﹣﹣3Fe2O3 質(zhì)量增加
464 480 16
ag x
則x=0.03a，
根據(jù)猜想，所以x的取值范圍為0.03a≤x＜0.43a
所以答案是：0.03a≤x＜0.43a
【考點精析】利用書寫化學(xué)方程式、文字表達(dá)式、電離方程式對題目進(jìn)行判斷即可得到答案，需要熟知注意：a、配平 b、條件 c、箭號．