题目内容
【题目】在高温条件下，铁与水蒸气能反应生成一种常见铁的氧化物和一种气体。小莉很好奇，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？
用燃着的木条靠近飘到空中的肥皂泡，
有爆鸣声。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】（1）常见铁的氧化物的物理性质如下表：
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 |
（2）稀盐酸（或稀硫酸）与铁反应产生气体，与铁的氧化物反应没有气体产生。
【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 | 实验结论 |
____________________ | _________ | 剩余固体是Fe3O4 |
【实验结论】铁和水蒸气反应的化学方程式为____________________。
【反思与交流】该黑色固体不可能是Fe2O3，理由是___________________。
【答案】提供水蒸气H2剩余固体是Fe和Fe3O4稀盐酸（或稀硫酸）若固体全部溶解，没有气泡冒出3Fe+4H 2O
Fe3O4+4H2↑Fe2O3红棕色粉末且不能被磁铁吸引
【解析】
根据题目信息，在高温条件下，铁与水蒸气能反应，故湿棉花是提高水蒸气；
肥皂泡能飘到空中，说明该气体的密度比空气小；用燃着的木条靠近飘到空中的肥皂泡，有爆鸣声，说明该气体具有可燃性。根据质量守恒定律化学反应前后元素的种类不变，结合该气体的性质可知该气体是氢气；
【猜想与假设】试管中剩余固体为黑色，能全部被磁铁吸引。根据资料可知该剩余固体不是氧化亚铁和氧化铁，可能是四氧化三铁；由铁粉也是黑色的，它可能没有完全反应，也能被磁铁吸引，故也可能是四氧化三铁和铁的混合物；
【实验探究】由于稀盐酸（或稀硫酸）与铁反应产生气体，与铁的氧化物反应没有气体产生，根据实验结论“剩余固体是四氧化三铁”可知，向黑色固体中加入稀盐酸，固体全部溶解，没有气泡冒出；
【实验结论】铁和水蒸气反应反应生成四氧化三铁和氢气，反应的化学方程式表示为：3Fe+4H 2O
Fe3O4+4H2↑ ；
【反思与交流】由于氧化铁是黑色的，故不可能是氧化铁。
