Question

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】：取少量黑色固体于试管中，加入足量的稀盐酸，固体全部溶解，有气泡冒出，证实猜想一是正确的．
【实验结论】铁和水蒸气反应的化学方程式为

 

．

Answer 1

考点：实验探究物质的组成成分以及含量,金属的化学性质,书写化学方程式、文字表达式、电离方程式

专题：科学探究

分析：（1）加热时，水会变成水蒸气；
（2）根据实验现象、质量守恒定律可以判断生成物；
（3）根据实验现象可以判断物质的组成；
根据反应物、生成物、反应条件及其质量守恒定律可以书写反应的化学方程式．

解答：解：（1）试管尾部放一团湿棉花的目的是提供水蒸气．
故填：提供水蒸气．
（2）用燃着的木条靠近肥皂泡，有爆鸣声，说明该气体具有可燃性；
稍后有肥皂泡飘到空中．说明生成的气体的密度比空气小，由于反应前后元素种类不变，生成的气体是氢气．
故填：氢气．
（3）【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；
【实验结论】铁和水蒸气反应的化学方程式为：3Fe+4H₂O（气）

高温  .

Fe₃O₄+4H₂．
故填：Fe₃O₄；3Fe+4H₂O（气）

高温  .

Fe₃O₄+4H₂．

点评：书写水蒸气和铁反应的化学方程式时，要注意反应物水以气体形式参加反应，生成的氢气后面不能加“↑”．