题目内容
新型材料纳米级铁粉与普通铁粉具有不同的性质。已知：在不同温度下，纳米级铁粉与水蒸气反应的固体产物不同，温度低于570℃时，生成FeO；高于570℃时，生成Fe3O4。
（1）写出温度高于570℃时反应的化学方程式
。
（2）中学教材中用右图所示实验装置，完成铁粉与水蒸气反应的演示实验。实验中使用肥皂液的作用是
。
（3）如果提供给你3支试管、水槽、蒸发皿、胶塞、导管、酒精灯及其必要的仪器和物品，请在答题卷的方框中画出你设计的实验装置示意图（包括反应时容器中的物质）。
说明：①本题装置示意图中的仪器可以用下面的方式表示。
水槽：
试管：
蒸发皿：
玻璃导管：
或
（但应标示出在液面上或液面下）
②铁架台、石棉网、酒精灯、玻璃导管之间的联接胶管等，在示意图中不必画出。如需加热，在需加热的仪器下方，标以“△”表示。
（4）甲同学对实验后的黑色固体产物X含有哪些物质进行了如下实验：
| 实验步骤 | 实验操作 | 实验现象 |
| Ⅰ | 取少量黑色固体产物X（假定成分分布均匀）放入试管中，加入盐酸，微热。 | 黑色粉末逐渐溶解，有少量气泡产生。 |
| Ⅱ | 取实验Ⅰ反应后的溶液少许，滴加几滴KSCN溶液，振荡。 | 溶液没有出现血红色。 |
| Ⅲ | 取实验Ⅰ反应后的溶液少许，滴加几滴酸性KMnO4溶液，振荡。 | 高锰酸钾溶液褪色。 |
根据以上实验事实，能确定固体X中存在的物质是 ，但不能确定X的成分，原因是 。
（5）乙同学为了探究实验后的固体产物是否存在Fe3O4设计下列实验方案：
①取固体样品m1 g，溶于足量的稀盐酸；
②向①反应后的溶液中加入足量H2O2的和氨水，充分反应后，过滤、洗涤、干燥；
③将②中所得固体进行灼烧，得到红棕色固体m2 g。
溶液X中发生氧化还原反应的离子方程式为 ；m1与m2的比值在 范围内时，才能确定固体样品中一定存在Fe3O4。
（1）3Fe + 4H2O(g)
Fe3O4 + 4H2（2分）
（2）检验反应中生成的H2（2分）
（4）Fe（1分） 不能确定是否含有Fe3O4或FeO，（1分）如果混合物中存在Fe3O4，溶于盐酸生成的 Fe3+与 Fe反应会生成了 Fe2+；（1分）且溶液中的 Fe2+也有可能是 FeO与盐酸反应的产物（1分）
（5）2Fe2++2H++H2O2＝2Fe3++2H2O（2分） 0.9＜
≤0.97（2分）
