题目内容
【题目】（8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？
反应中有肥皂泡飘到空中时，用燃着的木条靠近肥皂泡，有听到爆鸣声。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】根据猜想与假设，设计实验方案加以检验。
实验操作 | 实验现象及结论 |
【实验结论】 。
【反思与交流】该黑色固体不可能是Fe2O3，理由是 。
【答案】（1）提供水蒸气 （2）H2 （3）【猜想与假设】猜想二：剩余固体是Fe3O4
【实验探究】
实验操作（1分） | 实验现象及结论（2分） |
取少量黑色固体于试管中，加入足量的稀盐酸。 | 如果固体全部溶解，且没有气泡冒出，则剩余固体是Fe3O4如果固体全部溶解，且有气泡冒出，则剩余的固体是Fe与Fe3O4。 |
【实验结论】高温下，铁与水蒸气反应生成Fe3O4和H2
【反思与交流】Fe2O3是红棕色粉末。
【解析】
试题分析：(1）该实验探究的是铁与水蒸汽的反应，故湿棉花的作用是通过水蒸汽；
（2）反应中有肥皂泡飘到空中时，用燃着的木条靠近肥皂泡， 有听到爆鸣声，说明该气体的密度比空气小且具有可燃性，依据质量守恒定律化学反应前后元素的种类不变，故生成的是氢气；
（3）【猜想与假设】试管中剩余固体为黑色，能全部被磁铁吸引，根据资料，那么该黑色固体可能是四氧化三铁或铁和四氧化三铁的混合物；
【实验探究】由于铁能与稀盐酸反应产生大量的气泡，故只需要向黑色固体中加入稀盐酸，若产生了气泡说明含有铁，故的铁和四氧化三铁的混合物，若没有气泡，则说明只含有四氧化三铁；
【实验结论】通过实验可知铁与水蒸汽在高温时反应生成了四氧化三铁和氢气；
【反思与交流】由于氧化铁是红色的，故黑色固体不可能是氧化铁。
