题目内容

【题目】（6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）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。说明生成的气体是氢气。

（2）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

Fe3O4+8HCl= FeCl2+2FeCl3+4H2O

【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_______________________________。

【答案】（2）【猜想与假设】猜想二：剩余固体是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

【解析】

试题分析：（2）【猜想与假设】根据质量守恒定律：在化学反应前后，元素的种类不变，结合试管中剩余固体为黑色，能全部被磁铁吸引，故猜想二：剩余固体是Fe3O4

【实验探究】酸的化学性质：能与活泼金属反应生成氢气，同时还能与金属氧化物反应，故可设计实验

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。（1分）若固体全部溶解，有气泡冒出，剩余固体是Fe与Fe3O4

【实验结论】根据信息：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，故反应的化学方程式为：3Fe+4H2O高温Fe3O4+4H2↑

【反思与交流】该黑色固体不可能是Fe2O3，理由是：Fe2O3是红棕色粉末

练习册系列答案
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实验操作和现象

实验结论

A

用磁铁充分接触该混合物，磁铁上吸附有少量黑色粉末

用化学方法可以分离镁和铁

B

向该混合物中加入少量水，剧烈反应放出大量热，有气泡产生

该气体一定是氧气

C

将该混合物加入到一定量的稀硫酸中，有气泡产生，反应结束后有固体剩余

剩余固体中一定有铁

D

将该混合物加入到一定量的硫酸铜溶液中，反应结束后有固体剩余

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①元素 ②原子 ③离子 ④分子

（4）以下做法中错误的是 。

①在我国的北方农业和园林浇灌改漫灌为喷灌、滴灌；

②加强工业废水的排放监控，坚持达标排放；

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实验编号

a

b

c

d

加入KNO3固体的质量

45

50

55

60

所得溶液的质量

95

100

105

105

①实验a、b、c、d中，有未被溶解的KNO3固体的实验是 （填写实验编号）。

②实验a、b、c、d所得溶液中，溶质质量分数大小关系为：a＜b c d（填“＜”、“＞”或“＝”）。

③取实验b所得溶液，若使其溶质质量分数变为20%，在不改变温度的情况下，可以采取的操作是 。

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A．原石灰水已经饱和，生石灰与水反应的产物不能继续溶解

B．生石灰与水反应放热，溶液温度升高，溶质的溶解度降低

C．空气中的二氧化碳与石灰水反应生成了难溶物质

D．生石灰与水反应消耗了水，溶剂减少，有溶质析出

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