Question

图l中的A为一种常见的金属单质的黑色粉末，实验时先预热试管再加热A物质，过一会儿加热湿砂子，实验收集的气体为H₂，原A物质已变成了化合物B，但仍为黑色，并能被磁铁吸引，请认真分析后指出：A物质的化学式为________，B物质的化学式为________，化学方程式为________．如果将图1中由A物质反应后生成的B物质取出，按图2进行实验，结果白色无水硫酸铜粉末变为蓝色，黑色化合物B又变成了物质A，该反应式为________，U型管中无水硫酸铜的作用是________．

Answer 1

Fe    Fe₃O₄    3Fe+4H₂O（气）Fe₃O₄+4H₂    4H₂+Fe₃O₄3Fe+4H₂O    无水硫酸铜由白色变成了蓝色，说明发生了反应
分析：A为一种常见的金属单质的黑色粉末，实验时先预热试管再加热A物质，过一会儿加热湿砂子，实验收集的气体为H₂，原A物质已变成了化合物B，但仍为黑色，并能被磁铁吸引．A为铁，而湿砂是提供水蒸气的，这一点可以从生成的氢气得知．而生成的化合物B为黑色，含铁的黑色物质为四氧化三铁，同时四氧化三铁也有磁性．这样解答第二个实验就容易了．
解答：A为一种常见的金属单质的黑色粉末，实验时先预热试管再加热A物质，过一会儿加热湿砂子，实验收集的气体为H₂，原A物质已变成了化合物B，但仍为黑色，并能被磁铁吸引．A为铁，而湿砂是提供水蒸气的，这一点可以从生成的氢气得知．而生成的化合物B为黑色，含铁的黑色物质为四氧化三铁，同时四氧化三铁也有磁性．
故：A的化学式为Fe，B为Fe₃O₄；反应是高温下铁与水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气，由于高温下水是蒸汽，所以生成的氢气不加气体上升符号，为3Fe+4H₂O（气） Fe₃O₄+4H₂．
第二个实验是利用四氧化三铁进行实验的，氢气通入后，由于即使发生氧化还原反应，生成为黑色单质铁，现象上无明显差别，所以可以借助生成物的检验，由于反应物有氢气，所以对应生成应该有水，所以采取用无水硫酸铜检验水的生成，进而确定四氧化三铁发生了反应．由于白色无水硫酸铜变蓝，说明有水生成，即氢气和四氧化三铁反应生成了水，那么应该还同时生成铁．反应为：4H₂+Fe₃O₄3Fe+4H₂O．
故答案为：Fe； Fe₃O₄；3Fe+4H₂O（气） Fe₃O₄+4H₂；4H₂+Fe₃O₄3Fe+4H₂O；无水硫酸铜由白色变成了蓝色，说明发生了反应．
点评：书写化学方程式时，关注物质的反应情况而不是关注物质本身，本题当氢气是生成物时往往会被加上气体符号，而由于是高温下水蒸气的对应产物，所以看不到气体，也就不能标注气体符号．