题目内容

3．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提供水蒸气．
（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H2．
（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FeOFe2O3Fe3O4
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】铁和水蒸气反应的化学方程式为3Fe+4H2O$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Fe3O4+4H2．
【反思与交流】该黑色固体不可能是Fe2O3，理由是Fe2O3红棕色粉末且不能被磁铁吸引．

分析 实验探究铁粉与水蒸气反应，当然需要H2O作为反应物；有爆鸣声、密度小，说明是H2；能被磁铁吸引的只有Fe与Fe3O4，则猜想一Fe与Fe3O4；又不可能只有Fe没有其他反应产物，猜想二是Fe3O4；验证猜想一与猜想二，关键是否含有Fe．根据“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”和猜想，书写化学方程式；熟记常用物质的性质：如Fe2O3红棕色粉末．

解答 解：（1）根据图和“高温下，铁与水蒸气能反应”，可知试管尾部放一团湿棉花的目的是提供水蒸气．
（2）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．说明生成的气体具有可燃性、密度小于空气，再根据反应物为“铁与水蒸气”，则是 H2．
【猜想与假设】能被磁铁吸引的只有Fe与Fe3O4，则猜想一Fe与Fe3O4；又不可能只有Fe没有其他反应产物，猜想二是Fe3O4；验证猜想一与猜想二，关键是否含有Fe．
【实验结论】根据“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”和猜想，则铁和水蒸气反应的化学方程式为 3Fe+4H2O$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Fe3O4+4H2．
【反思与交流】该黑色固体不可能是Fe2O3，理由是 Fe2O3红棕色粉末且不能被磁铁吸引．
故答案为：
（1）提供水蒸气；（2）H2；（3）【猜想与假设】猜想二：Fe3O4；
【实验结论】3Fe+4H2O$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Fe3O4+4H2；
【反思与交流】Fe2O3红棕色粉末且不能被磁铁吸引．

点评 本题考查铁及其化合物的性质实验，题目难度较大，注意利用题目中的信息进行书写化学方程式．

练习册系列答案
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