题目内容
20．
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？
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．说明生成的气体是氢气．
（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 |
【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】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 |
| 取适量黑色固体，加入足量的稀盐酸 | 有气泡产生 |
【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；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”，则是氢气．
【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．
【实验探究】根据铁与稀盐酸反应产生气体，进行设计实验：
| 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 | 有气泡产生 |
【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）氢气；（3）【猜想与假设】Fe3O4；
【实验探究】
| 实验操作 | 实验现象及结论 |
| 稀盐酸 |
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解答．
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（一）实验设计：
将一定量的乙炔（CxHy）完全燃烧，生成的气体全部缓缓通过下图II装置（选填Ⅰ或Ⅱ）．
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实验数据记录数据于下表中，试通过计算，确定乙炔的化学式．
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（2）小组同学对D提出三种猜想：猜想一：氧化钙；猜想二：氢氧化钙；猜想三：碳酸钙．同学们经过分析将猜想一排除，理由是氧化钙与水反应生成氢氧化钙．
（3）验证该固体D：取样，滴加稀盐酸，观察到固体溶解，无气泡产生，猜想二正确．
【组成测定】
（一）实验设计：
将一定量的乙炔（CxHy）完全燃烧，生成的气体全部缓缓通过下图II装置（选填Ⅰ或Ⅱ）．
（二）实验测定：
小资料：一个乙炔分子中共有四个原子构成
实验数据记录数据于下表中，试通过计算，确定乙炔的化学式．
计算过程：
| 反应前质量/g | 反应后质量/g | |
| 装置① | 125.3 | 127.1 |
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