题目内容
【题目】某同学利用如图所示实验装置进行铁与水蒸气反应的实验,并对反应后硬质试管中固体物质的组成进行了探究。
请回答下列问题:
(1)硬质试管中湿棉花的作用是________________。
(2)铁与水蒸气的反应中,氧化剂是________(填化学式,下同),还原剂是________。
(3)该同学对反应后硬质试管中固体物质的组成提出了如下假设:
假设1:只有Fe;
假设2:只有________;
假设3:既有Fe也有Fe3O4。
(4)为了验证反应后硬质试管中固体物质的组成,该同学进行了定量研究:反应前固体物质的质量为5.6 g,反应后固体物质的质量为6.6 g。从上述数据分析,反应后硬质试管中固体物质的组成为__________________。写出该反应的化学方程式________________________
【答案】提供水蒸气 H2O Fe Fe3O4 Fe和Fe3O4 3Fe+4H2O(g) Fe3O4+4H2
【解析】
铁与水蒸气反应生成四氧化三铁与氢气。
(1)硬质试管中的湿棉花受热时可产生水蒸气,故硬质试管中湿棉花的作用是提供反应需要的水蒸气。
(2)根据化学方程式:3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2,Fe在反应中失去电子作还原剂,H2O在反应中得到电子作氧化剂。
(3)若Fe没有反应,则固体物质为Fe;若Fe部分反应,则固体物质为Fe与Fe3O4的混合物;若Fe全部反应,则固体物质为Fe3O4。
(4)若5.6 g Fe完全反应,应得到mol Fe3O4,其质量约为7.7 g,而实验测得反应后固体物质的质量为6.6 g,说明Fe部分反应,故反应后的硬质试管中固体物质为Fe和Fe3O4的混合物;该反应的化学方程式为:3Fe+4H2O(g)
Fe3O4+4H2。
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