Question

【題目】常溫下沒(méi)有氧氣存在時(shí)，鐵與水幾乎不反應(yīng)，高溫下，鐵與水蒸氣能反應(yīng)生成一種常見(jiàn)鐵的氧化物和一種氣體。小明很好奇，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究鐵粉與水蒸氣反應(yīng)后的產(chǎn)物。

（1）試管尾部放一團(tuán)濕棉花的目的是________

（2）酒精燈火焰上加一個(gè)網(wǎng)罩的目的是________

（3）加熱一段時(shí)間后，同學(xué)們開(kāi)始探究生成的氣體以及試管中剩余固體是什么?

①將燃著的木條靠近肥皂泡有爆鳴聲，且看到有肥皂泡飄到空中，說(shuō)明生成的氣體是______，實(shí)驗(yàn)剛開(kāi)始產(chǎn)生的少許肥皂泡_______（填“會(huì)”或“不會(huì)”）往上飄，原因可能是________

②探究加熱一段時(shí)間后成分是什么?

（查閱資料）

（初步驗(yàn)證）試管中剩余固體為黑色，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________。

（實(shí)驗(yàn)探究）請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證猜想二成立，并完成下面的實(shí)驗(yàn)報(bào)告

實(shí)驗(yàn)操作	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	結(jié)論
取少量反應(yīng)后的固體與試管中加入_______	______	猜想二成立

（實(shí)驗(yàn)結(jié)論）鐵和水蒸氣反應(yīng)的化學(xué)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】反應(yīng)提供水蒸氣 聚攏火焰提高溫度 氫氣 不會(huì) 開(kāi)始產(chǎn)生的肥皂泡是試管中的空氣受熱膨脹逸出形成的，空氣密度較大，肥皂泡不會(huì)上飄。 Fe與Fe3O4 足量的鹽酸 固體全部溶解，有氣泡生成 3Fe+4H2O Fe3O4+4H2↑ Fe2O3紅棕色粉末且不能被磁鐵吸引

【解析】

（1）根據(jù)題中信息，反應(yīng)物是水蒸氣和鐵，因此濕棉花的作用是為反應(yīng)提供水蒸氣；

（2）酒精燈火焰上加網(wǎng)罩的目的是聚攏火焰提高溫度；

（3）①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(shuō)明氣體的密度小于空氣密度。說(shuō)明生成的氣體是氫氣；實(shí)驗(yàn)剛開(kāi)始產(chǎn)生的少許肥皂泡不會(huì)往上飄，原因可能是開(kāi)始產(chǎn)生的肥皂泡是試管中的空氣受熱膨脹逸出形成的，空氣密度較大，肥皂泡不會(huì)上飄。

②猜想與假設(shè)：

能被磁鐵吸引的只有Fe與Fe3O4，猜想一Fe3O4；又不可能只有Fe沒(méi)有其他反應(yīng)產(chǎn)物，猜想二是Fe與Fe3O4；

實(shí)驗(yàn)探究：

鐵與稀鹽酸反應(yīng)生成氯化亞鐵和氫氣，Fe3O4與稀鹽酸反應(yīng)沒(méi)有氫氣生成。

實(shí)驗(yàn)操作	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	結(jié)論
取少量反應(yīng)后的固體與試管中加入足量的鹽酸	固體全部溶解，有氣泡生成	猜想二成立

實(shí)驗(yàn)結(jié)論：根據(jù)“高溫下，鐵與水蒸氣能反應(yīng)生成一種常見(jiàn)鐵的氧化物和一種氣體”和上述探究可知，鐵和水蒸氣反應(yīng)生成四氧化三鐵和氫氣，反應(yīng)的化學(xué)方程式為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。