Question

【题目】（10分）常温下没有氧气存在时，铁与水几乎不反应，但高温下，铁与水蒸气能反应生成一种常见铁的氧化物和一种气体。小明很好奇，设计如下实验探究铁粉与水蒸气反应后的产物。

（1）试管尾部放一团湿棉花的目的是_______________。

（2）探究生成的气体是什么？

用燃着的木条靠近肥皂泡，有爆鸣声，稍后有肥皂泡飘到空中。说明生成的气体是_________。

（3）探究试管中剩余固体成分是什么？

【查阅资料】

常见铁的氧化物	FeO	Fe2O3	Fe3O4
颜色、状态	黑色粉末	红棕色粉末	黑色晶体
能否被磁铁吸引	否	否	能

【初步验证】试管中剩余固体为黑色，能全部被磁铁吸引。

【猜想与假设】猜想一：剩余固体是Fe与Fe3O4；猜想二：剩余固体是_____________。

【实验探究】

实验操作	实验现象及结论

【实验结论】铁和水蒸气反应的化学方程式为___________________________________。

【反思与交流】该黑色固体不可能是Fe2O3，理由是_______________________________。

【 拓展 】 把赤铁矿冶炼成铁，其主要反应原理是在高温下，一氧化碳夺取铁矿石里的氧，将铁还原出来，请写出化学反应方程式：______________________________________。

Answer 1

【答案】（1）提供水蒸气；（2）H2；（3）【猜想与假设】猜想二：：Fe3O4。

【实验探究】

实验操作	实验现象及结论
取少量黑色固体于试管中，加入足量的稀盐酸	若固体全部溶解，没有气泡冒出，剩余固体是Fe3O4．若固体全部溶解，有气泡冒出，剩余固体是Fe与Fe3O4．

【实验结论】3Fe+4H2O 高温 Fe3O4+4H2↑【反思与交流】Fe2O3是红棕色粉末

【 拓展 】Fe2O3 + 3CO 高温 2Fe + 3CO2

【解析】

试题分析：试管尾部放一团湿棉花的目的是提供水蒸气；用燃着的木条靠近肥皂泡，有爆鸣声，稍后有肥皂泡飘到空中。说明生成的气体是H2；试管中剩余固体为黑色，能全部被磁铁吸引。所以【猜想与假设】猜想一：剩余固体是Fe与Fe3O4；猜想二：剩余固体是Fe3O4，因为氧化亚铁不能被磁铁吸附；可以根据看看混合物中是否含有铁来确定是哪种猜想正确，加入酸看是否有气泡，如果有说明是猜想一正确。铁和水蒸气反应的化学方程式为3Fe+4H2O 高温 Fe3O4+4H2↑；该黑色固体不可能是Fe2O3，理由是Fe2O3是红棕色粉末；把赤铁矿冶炼成铁，其主要反应原理是在高温下，一氧化碳夺取铁矿石里的氧，将铁还原出来，化学反应方程式为Fe2O3 + 3CO 高温 2Fe + 3CO2