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【题目】在高温下,铁与水蒸气能发生反应生成一种常见铁的氧化物和一种气体.某化学学习小组的同学对此反应很感兴趣,在小组集体协作下设计了如下实验,以探究铁粉与水蒸气反应后的产物,也邀请你一起来完成下列探究:

(1)A装置的作用是
(2)探究生成的气体是什么?
【猜想与假设】猜想一:生成的气体可能是氢气;猜想二:生成的气体可能是氧气.
【实验探究】将生成的气体通入C装置.球形管里装有碱石灰干燥剂.导管口蘸些肥皂水(或洗涤剂溶液),控制气体流速,吹出肥皂泡.当肥皂泡吹到一定大时,轻轻摆动导管,肥皂泡脱离管口后,气泡上升.用燃着的木条靠近肥皂泡,有爆鸣声.
【推断】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

能否与盐酸反应

【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和Fe3O4;猜想二:剩余固体是
【实验探究】

实验操作

实验现象及结论



【实验结论】铁与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FeO、Fe2O3 , 理由是

【答案】
(1)提供水蒸气
(2)氢气
(3)Fe3O4;取少量黑色固体于试管中,加入足量的稀盐酸;若固体全部溶解,没有气泡冒出,则猜想二正确;
若固体全部溶解,有气泡冒出,则猜想一正确;3Fe+4H2OFe3O4+4H2;FeO不能被磁铁吸引,Fe2O3红棕色粉末且不能被磁铁吸引
【解析】(1)根据图和“高温下,铁与水蒸气能反应”,A装置的作用是: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”,所以是氢气;
【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

若固体全部溶解,没有气泡冒出,则猜想二正确.
若固体全部溶解,有气泡冒出,则猜想一正确.

【实验结论】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,所以铁和水蒸气反应会生成四氧化三铁和氢气,化学方程式为:3Fe+4H2OFe3O4+4H2
【反思与交流】该黑色固体不可能是FeO、Fe2O3 , 理由是:FeO不能被磁铁吸引,Fe2O3红棕色粉末且不能被磁铁吸引.
所以答案是:
(1)提供水蒸气;
(2)氢气;
(3)【猜想与假设】猜想二:Fe3O4
【实验探究】

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

若固体全部溶解,没有气泡冒出,则猜想二正确;若固体全部溶解,有气泡冒出,则猜想一正确.

【实验结论】3Fe+4H2OFe3O4+4H2
【反思与交流】FeO不能被磁铁吸引,Fe2O3红棕色粉末且不能被磁铁吸引.
【考点精析】根据题目的已知条件,利用书写化学方程式、文字表达式、电离方程式的相关知识可以得到问题的答案,需要掌握注意:a、配平 b、条件 c、箭号.

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