题目内容

【题目】某班学生在老师的指导下探究铁与水蒸气的反应。

(1)按如图所示装好药品、连好装置(夹持仪器已略去)。其中A装置的作用是______。

(2)加热一段时间后,B装置中的灰色铁粉逐渐变黑,吹泡器连续吹出气泡,且气泡向上飞起;用燃着的木条靠近气泡,能产生爆鸣声。该气体是______。

(3)同学们讨论后认为:铁与水蒸气反应生成的固体是“铁的一种氧化物”。玻璃管内的黑色固体中还可能含有“剩余的铁”。

(查阅资料)铁的氧化物有三种:,其中是红棕色的,而接触到空气会由黑色变为红棕色。

(实验探究)

①将管中的黑色固体倒出,平铺于白纸上,没有发现红棕色物质,说明生成的固体不可能是______,一会儿之后,黑色固体不变色,则黑色固体中一定没有______。(填物质名称)

②取上述黑色固体少许加入足量的溶液,发现黑色固体部分溶解,且有______色固体物质出现,说明黑色固体中一定有铁和四氧化三铁。

(探究结论)铁与水蒸气发生置换反应,生成的黑色固体是,该反应的化学方程式为_______。

【答案】提供水蒸气 氢气(或) (或氧化铁) 氧化亚铁 红

【解析】

(1)A装置在加热的条件下产生水蒸气,故A装置的作用是:提供水蒸气;

(2)用燃着的木条靠近气泡,能产生爆鸣,说明气泡中的气体是氢气;

[实验探究]①由于氧化铁是红棕色的,而倒出玻璃管中黑色固体,平铺于白纸上,没有发现红棕色物质,说明生成的固体不可能是氧化铁;由于FeO接触到空气会由黑色变为红棕色,而一会儿之后,黑色固体不变色,则黑色固体中一定没有氧化亚铁;

②铁能置换出CuSO4溶液的铜,四氧化三铁不与CuSO4溶液反应。故取上述黑色固体少许加入足量CuSO4的溶液,发现黑色固体部分溶解,且有红色固体物质出现,说明黑色固体中一定有铁和四氧化三铁;

[探究结论] 铁与水蒸气发生置换反应,生成的黑色固体是Fe3O4,该反应的化学方程式为:3Fe+4H2OFe3O4+4H2。

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